Al hacer girar un líquido que contiene nanofibras, ¿se alinean hacia la izquierda o hacia la derecha? Sorprendentemente, la dirección de alineación depende de la dirección de la agitación:en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj. Este fenómeno, conocido como ruptura de simetría quiral, ofrece nuevas oportunidades para controlar las propiedades y el comportamiento de las nanofibras en diversas aplicaciones.

La dirección importa:agitación en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj

En un estudio innovador, investigadores dirigidos por el profesor Giovanni Zanzani de la Universidad de Trento, Italia, investigaron el comportamiento de alineación de nanofibras en líquidos agitados. Descubrieron que la dirección de la agitación desempeña un papel crucial a la hora de determinar la dirección de alineación de las nanofibras.

Hallazgos clave:

Agitación en el sentido de las agujas del reloj:al agitar el líquido en el sentido de las agujas del reloj, las nanofibras se alinean hacia la izquierda (en el sentido contrario a las agujas del reloj).

Agitación en sentido antihorario:por el contrario, la agitación en sentido antihorario provocó la alineación de las nanofibras hacia la derecha (en el sentido de las agujas del reloj).

Este comportamiento de ruptura de la simetría quiral se observó en varios materiales de nanofibras, incluidos nanotubos de carbono, nanocristales de celulosa y óxido de grafeno.

Comprensión del mecanismo:flujo de fluido y vorticidad

Los investigadores atribuyeron la alineación de las nanofibras al flujo de fluido y a la vorticidad inducida por la agitación. A medida que se agita el líquido, se crea un vórtice que genera una fuerza de corte sobre las nanofibras. Esta fuerza de corte, combinada con las propiedades intrínsecas de las nanofibras, hace que se alineen en una dirección preferida.

Implicaciones y aplicaciones:

La ruptura de la simetría quiral en líquidos agitados ofrece una nueva herramienta para controlar las propiedades y el comportamiento de las nanofibras. Al manipular la dirección de la agitación, los investigadores pueden inducir alineaciones específicas que son cruciales para diversas aplicaciones.

Las aplicaciones potenciales incluyen:

Compuestos reforzados:la alineación de nanofibras en una dirección específica puede mejorar las propiedades mecánicas de los materiales compuestos.

Cristales fotónicos:la alineación controlada de nanofibras puede conducir a la formación de cristales fotónicos con propiedades ópticas únicas.

Dispositivos electrónicos:la alineación de nanofibras anisotrópicas puede influir en la conductividad eléctrica y térmica de los materiales electrónicos.

Recolección de energía:la alineación de nanofibras puede mejorar la eficiencia de los dispositivos de recolección de energía, como las células solares.

En conclusión, el comportamiento de alineación de las nanofibras en líquidos agitados, con su dependencia de la dirección de la agitación, abre nuevas vías para manipular y explotar las propiedades de las nanofibras en una amplia gama de campos. Este descubrimiento subraya el fascinante e intrincado comportamiento de la materia a nanoescala y su impacto potencial en diversos avances tecnológicos.