Quando si fa roteare un liquido contenente nanofibre, queste si allineano a sinistra o a destra? Sorprendentemente, la direzione dell'allineamento dipende dalla direzione dell'agitazione:in senso orario o antiorario. Questo fenomeno, noto come rottura della simmetria chirale, offre nuove opportunità per controllare le proprietà e il comportamento delle nanofibre in diverse applicazioni.
La direzione è importante:agitazione in senso orario o antiorario
In uno studio innovativo, i ricercatori guidati dal professor Giovanni Zanzani dell'Università di Trento, in Italia, hanno studiato il comportamento di allineamento delle nanofibre nei liquidi agitati. Hanno scoperto che la direzione dell'agitazione gioca un ruolo cruciale nel determinare la direzione dell'allineamento delle nanofibre.
Risultati principali:
Agitazione in senso orario:quando si agita il liquido in senso orario, le nanofibre si allineano a sinistra (in senso antiorario).
Agitazione in senso antiorario:al contrario, l'agitazione in senso antiorario ha portato all'allineamento delle nanofibre a destra (in senso orario).
Questo comportamento di rottura della simmetria chirale è stato osservato per vari materiali in nanofibra, inclusi nanotubi di carbonio, nanocristalli di cellulosa e ossido di grafene.
Comprensione del meccanismo:flusso del fluido e vorticità
I ricercatori hanno attribuito l'allineamento delle nanofibre al flusso del fluido e alla vorticità indotta dall'agitazione. Quando il liquido viene agitato, crea un vortice, che genera una forza di taglio sulle nanofibre. Questa forza di taglio, combinata con le proprietà intrinseche delle nanofibre, fa sì che queste si allineino in una direzione preferita.
Implicazioni e applicazioni:
La rottura della simmetria chirale nei liquidi agitati offre un nuovo strumento per controllare le proprietà e il comportamento delle nanofibre. Manipolando la direzione dell'agitazione, i ricercatori possono indurre allineamenti specifici cruciali per varie applicazioni.
Le potenziali applicazioni includono:
Compositi rinforzati:l’allineamento delle nanofibre in una direzione specifica può migliorare le proprietà meccaniche dei materiali compositi.
Cristalli fotonici:l’allineamento controllato delle nanofibre può portare alla formazione di cristalli fotonici con proprietà ottiche uniche.
Dispositivi elettronici:l'allineamento anisotropico delle nanofibre può influenzare la conduttività elettrica e termica dei materiali elettronici.
Raccolta di energia:l’allineamento delle nanofibre può migliorare l’efficienza dei dispositivi di raccolta di energia, come le celle solari.
In conclusione, il comportamento di allineamento delle nanofibre nei liquidi agitati, con la sua dipendenza dalla manualità dell'agitazione, apre nuove strade per manipolare e sfruttare le proprietà delle nanofibre in un'ampia gamma di campi. Questa scoperta sottolinea il comportamento affascinante e complesso della materia su scala nanometrica e il suo potenziale impatto su vari progressi tecnologici.
