Nanofibras se alinham em líquido agitado:girar para a direita vence

Ao agitar um líquido contendo nanofibras, elas se alinham à esquerda ou à direita? Surpreendentemente, a direção do alinhamento depende da lateralidade da agitação – no sentido horário ou anti-horário. Este fenômeno, conhecido como quebra de simetria quiral, oferece novas oportunidades para controlar as propriedades e o comportamento das nanofibras em diversas aplicações.

A direção é importante:agitação no sentido horário versus anti-horário

Num estudo inovador, investigadores liderados pelo professor Giovanni Zanzani, da Universidade de Trento, Itália, investigaram o comportamento de alinhamento de nanofibras em líquidos agitados. Eles descobriram que a direção da agitação desempenha um papel crucial na determinação da direção do alinhamento das nanofibras.

Principais conclusões:

Agitação no sentido horário:Ao mexer o líquido no sentido horário, as nanofibras se alinharam à esquerda (sentido anti-horário).
Agitação no sentido anti-horário:Por outro lado, a agitação no sentido anti-horário levou ao alinhamento das nanofibras à direita (sentido horário).
Este comportamento de quebra de simetria quiral foi observado para vários materiais de nanofibras, incluindo nanotubos de carbono, nanocristais de celulose e óxido de grafeno.

Compreendendo o mecanismo:fluxo de fluido e vorticidade

Os pesquisadores atribuíram o alinhamento das nanofibras ao fluxo de fluido e à vorticidade induzida pela agitação. À medida que o líquido é agitado, cria um vórtice, que gera uma força de cisalhamento nas nanofibras. Esta força de cisalhamento, combinada com as propriedades intrínsecas das nanofibras, faz com que elas se alinhem numa direção preferida.

Implicações e aplicações:

A quebra da simetria quiral em líquidos agitados oferece uma nova ferramenta para controlar as propriedades e o comportamento das nanofibras. Ao manipular a direção da agitação, os pesquisadores podem induzir alinhamentos específicos que são cruciais para diversas aplicações.

As aplicações potenciais incluem:

Compósitos reforçados:O alinhamento das nanofibras em uma direção específica pode melhorar as propriedades mecânicas dos materiais compósitos.
Cristais fotônicos:O alinhamento controlado de nanofibras pode levar à formação de cristais fotônicos com propriedades ópticas únicas.
Dispositivos eletrônicos:O alinhamento anisotrópico de nanofibras pode influenciar a condutividade elétrica e térmica de materiais eletrônicos.
Captação de energia:O alinhamento de nanofibras pode melhorar a eficiência dos dispositivos de captação de energia, como as células solares.
Em conclusão, o comportamento de alinhamento das nanofibras em líquidos agitados, com a sua dependência da lateralidade da agitação, abre novos caminhos para a manipulação e exploração das propriedades das nanofibras numa ampla gama de campos. Esta descoberta sublinha o comportamento fascinante e intrincado da matéria à nanoescala e o seu impacto potencial em vários avanços tecnológicos.