Het magnetische veld van de aarde op de vloeistofstroom geopenbaard voor het eerst

Het magnetische veld van de aarde ondersteunt stilletjes het leven op de planeet en nu zijn de onzichtbare krachten voor het eerst gebruikt om nieuwe nanodeeltjes en materialen te creëren.

Wetenschappers van Flinders University zijn begonnen met een gewaagde reis naar Uncharted Waters, waardoor de langdurige opvattingen in de natuurkunde worden uitgedaagd door aan te tonen hoe het altijd aanwezige magnetische veld de vloeistofstroom beïnvloedt.

Het artikel, “Chirale lemniscate vorming in magnetisch veld gecontroleerde topologische vloeistofstromen“is gepubliceerd in Klein.

De Australische experts, met medewerkers in de VS, het VK en China, zeggen nieuwe gegevens op basis van modellering in het High-Speed ​​Vortex Fluidical Device (VFD), creëert opwindende mogelijkheden in nano-verwerking en duurzame groene chemie.

Het nieuwe tijdschriftartikel verzamelt bewijs van vijf locaties over de hele wereld om aan te tonen hoe nanomaterialen rechtshandige en linkshandige structuren vormen in relatie tot de plaatsing of oriëntatie van het vloeistofstroomapparaat-door de buis met de klok mee en tegen de klok in te draaien.

“Simpel gezegd, we ontdekten dat vloeistofstroom in combinatie met magnetische velden kan leiden tot de voorkeur van de ene chiraliteit (links- of rechtshandige helixstructuren) boven de andere”, zegt professor in Clean Technology Colin Raston, van het Flinders Institute for Nanoscale Science and Technology aan Flinders University.

“Het magnetische veld van de aarde is niet onschuldig of onschadelijk. Het helpt vogels niet alleen over de hele wereld te migreren, maar kan ook een positieve kracht zijn voor menselijke inspanningen.

“Onze experimenten in de zuidelijke en noordelijke hemisferen tonen zijn potentiële kracht en we kijken nu naar hoe dit kan worden gebruikt bij het maken van chirale moleculen, macromoleculen en materialen, simpelweg door de verwerkingsparameters van de VFD te wijzigen.”

Professor Raston heeft bijna 15 jaar geleden het Vortex-vloeistofapparaat (VFD) uitgevonden om de meerdere mogelijkheden van de vloeistofstroom met hoge afschuiving in een snel roterende buis te verkennen-recent vastgesteld als dubbele spiraalvormige stroom en tyfoonachtige stroom.

Het unieke ontwerp heeft geleid tot nieuwe technieken voor het ontwikkelen van betere geneesmiddelen, nieuwe nanodeeltjes en industriële verwerking, meer natuurlijke cosmetica, waterzuivering – en andere toepassingen – met minder energie en minder of geen regelmatige oplosmiddelen of giftige chemicaliën.

Een van de eerste spraakmakende ‘doorbraken’ van de VFD was om ‘een ei van een ei of afzonderlijke op elkaar inwerkende eiwitten te’, resulterend in een wereldwijde IG Nobelprijs in 2015.

Het bleek toen een nuttig hulpmiddel te zijn in de productie van nanomateriaal door de sterke bindingen in koolstofnanobuisjes te verbreken – een van ’s werelds zwaarste materialen – en later om DNA te extraheren, snelle ziektebiomarkers te ontwikkelen en niet -mengbare vloeistoffen te manipuleren en olie te scheiden van water zonder chemicaliën.

Voortbouwend op deze eerdere ontdekkingen, laat deze nieuwste studie zien hoe de snelle waterstroom van het microfluïdische apparaat kan worden aangepast aan de reguliere magnetische veldregelingen, wat resulteert in een aantal verrassende en mogelijk spelveranderende resultaten.

“De bevindingen benadrukken ook het potentieel voor het optimaliseren van de verwerkingsresultaten door de volledige 3D -ruimte te verkennen voor toegepaste magnetische velden, inclusief mogelijk nuttige componenten in kwantumapparaten voor het manipuleren van fotonen en elektronen,” zegt professor Raston.

“Naast de voordelen van het milieu, door nanofabriceringsprocessen aanzienlijk te vereenvoudigen, heeft VFD -verwerking nieuwe metamaterialen gecreëerd die nog niet eerder zijn gemaakt met een sterk potentieel in kwantumtechnologieën.”