Lorsque vous faites tourbillonner un liquide contenant des nanofibres, sont-elles alignées vers la gauche ou la droite ? Étonnamment, la direction de l’alignement dépend de la sensibilité de l’agitation – dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse. Ce phénomène, connu sous le nom de bris de symétrie chirale, offre de nouvelles opportunités pour contrôler les propriétés et le comportement des nanofibres dans diverses applications.
La direction compte :agitation dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d’une montre
Dans une étude révolutionnaire, des chercheurs dirigés par le professeur Giovanni Zanzani de l'Université de Trente, en Italie, ont étudié le comportement d'alignement des nanofibres dans des liquides agités. Ils ont découvert que la direction d’agitation joue un rôle crucial dans la détermination de la direction d’alignement des nanofibres.
Principales conclusions :
Agitation dans le sens des aiguilles d’une montre :lorsque vous remuez le liquide dans le sens des aiguilles d’une montre, les nanofibres sont alignées vers la gauche (dans le sens inverse des aiguilles d’une montre).
Agitation dans le sens inverse des aiguilles d’une montre : à l’inverse, l’agitation dans le sens inverse des aiguilles d’une montre a conduit à l’alignement des nanofibres vers la droite (dans le sens des aiguilles d’une montre).
Ce comportement de rupture de symétrie chirale a été observé pour divers matériaux nanofibrés, notamment les nanotubes de carbone, les nanocristaux de cellulose et l'oxyde de graphène.
Comprendre le mécanisme :écoulement des fluides et tourbillon
Les chercheurs ont attribué l’alignement des nanofibres à l’écoulement du fluide et au tourbillon induit par l’agitation. Lorsque le liquide est agité, il crée un vortex qui génère une force de cisaillement sur les nanofibres. Cette force de cisaillement, combinée aux propriétés intrinsèques des nanofibres, les amène à s’aligner dans une direction privilégiée.
Implications et applications :
La rupture de la symétrie chirale dans les liquides agités offre un nouvel outil pour contrôler les propriétés et le comportement des nanofibres. En manipulant la direction d’agitation, les chercheurs peuvent induire des alignements spécifiques cruciaux pour diverses applications.
Les applications potentielles comprennent :
Composites renforcés :L’alignement des nanofibres dans une direction spécifique peut améliorer les propriétés mécaniques des matériaux composites.
Cristaux photoniques :L’alignement contrôlé des nanofibres peut conduire à la formation de cristaux photoniques dotés de propriétés optiques uniques.
Appareils électroniques :l’alignement anisotrope des nanofibres peut influencer la conductivité électrique et thermique des matériaux électroniques.
Récupération d'énergie :l'alignement des nanofibres peut améliorer l'efficacité des dispositifs de récupération d'énergie, tels que les cellules solaires.
En conclusion, le comportement d’alignement des nanofibres dans les liquides agités, qui dépend du caractère manuel de l’agitation, ouvre de nouvelles voies pour manipuler et exploiter les propriétés des nanofibres dans un large éventail de domaines. Cette découverte souligne le comportement fascinant et complexe de la matière à l’échelle nanométrique et son impact potentiel sur diverses avancées technologiques.
