Zijn deze bij het rondwervelen van een vloeistof die nanovezels bevat, links of rechts uitgelijnd? Verrassend genoeg hangt de richting van de uitlijning af van de handigheid van het roeren:met de klok mee of tegen de klok in. Dit fenomeen, bekend als chirale symmetriebreuk, biedt nieuwe mogelijkheden voor het controleren van de eigenschappen en het gedrag van nanovezels in diverse toepassingen.

Richting is belangrijk:met de klok mee versus tegen de klok in roeren

In een baanbrekend onderzoek onderzochten onderzoekers onder leiding van professor Giovanni Zanzani van de Universiteit van Trento, Italië, het uitlijningsgedrag van nanovezels in geroerde vloeistoffen. Ze ontdekten dat de roerrichting een cruciale rol speelt bij het bepalen van de richting van de uitlijning van nanovezels.

Belangrijkste bevindingen:

Met de klok mee roeren:Wanneer u de vloeistof met de klok mee roert, zijn de nanovezels naar links uitgelijnd (tegen de klok in).

Linksom roeren:Omgekeerd leidde linksom roeren tot de uitlijning van nanovezels naar rechts (met de klok mee).

Dit chirale symmetrie-breekgedrag werd waargenomen voor verschillende nanovezelmaterialen, waaronder koolstofnanobuisjes, nanokristallen van cellulose en grafeenoxide.

Het mechanisme begrijpen:vloeistofstroom en vorticiteit

De onderzoekers schreven de uitlijning van nanovezels toe aan de vloeistofstroom en de werveling die door roeren wordt veroorzaakt. Terwijl de vloeistof wordt geroerd, ontstaat er een draaikolk, die een schuifkracht op de nanovezels genereert. Deze schuifkracht, gecombineerd met de intrinsieke eigenschappen van de nanovezels, zorgt ervoor dat ze in een voorkeursrichting uitlijnen.

Implicaties en toepassingen:

Het breken van chirale symmetrie in geroerde vloeistoffen biedt een nieuw hulpmiddel voor het controleren van de eigenschappen en het gedrag van nanovezels. Door de richting van het roeren te manipuleren, kunnen onderzoekers specifieke uitlijningen bewerkstelligen die cruciaal zijn voor verschillende toepassingen.

Mogelijke toepassingen zijn onder meer:

Versterkte composieten:Het uitlijnen van nanovezels in een specifieke richting kan de mechanische eigenschappen van composietmaterialen verbeteren.

Fotonische kristallen:Gecontroleerde uitlijning van nanovezels kan leiden tot de vorming van fotonische kristallen met unieke optische eigenschappen.

Elektronische apparaten:Anisotrope nanovezeluitlijning kan de elektrische en thermische geleidbaarheid van elektronische materialen beïnvloeden.

Energieoogst:De uitlijning van nanovezels kan de efficiëntie van apparaten voor het oogsten van energie, zoals zonnecellen, verbeteren.

Concluderend opent het uitlijningsgedrag van nanovezels in geroerde vloeistoffen, met zijn afhankelijkheid van de handigheid van roeren, nieuwe wegen voor het manipuleren en exploiteren van de eigenschappen van nanovezels op een breed scala van gebieden. Deze ontdekking onderstreept het fascinerende en ingewikkelde gedrag van materie op nanoschaal en de potentiële impact ervan op verschillende technologische ontwikkelingen.