Разработен е метод за контролирано създаване на материали от колоидни частици

Колоидите са малки частици с размери от няколко nm до няколко микрона. Те се състоят от

набор от молекули и може да има различни свойства вв зависимост от материала, от който са направени. В работата си изследователите са използвали кубични колоиди, направени от стъкло. Учените казват, че ако бъдат оставени сами, такива частици бързо се събират в прости структури като изкривени кубични и шестоъгълни решетки.

Вместо това авторите на изследването взеха малкогрупи колоиди и ги комбинираха в по-големи градивни блокове. Събрани заедно, такива клъстери от частици образуват структура със свойства, различни от самосглобяването.

Химиците са използвали емулсия вода в масло засъбират малки клъстери от частици. Този метод, както отбелязват авторите, позволява на частиците да дифундират свободно в капчиците по време на компресия, контролирайки тяхната ориентация и оказвайки влияние върху геометрията на крайната структура. След това учените изстискали бавно изпаряващите се водни капчици. Частиците в образувания "градивен блок" се държат заедно от силни ван дер Ваалс сили.

Строителен блок от четири колоида. Източник: TU Delft

Изследователите отбелязват, че една от целите на изследването е да се създаде технология за разработване на сложни колоидни структури при поискване.

„Основна способност за предварително сглобяванеедни и същи части от различни градивни блокове и създаване на една и съща структура от тях или вземане на един и същ градивен блок и предварително сглобяване на различни части, от които се получават различни структури, всъщност са основните „шахматни ходове“ за сложни инженерни структури“, казва Грег ван Андерс, един от участниците в проучването.

Чрез компютърна симулация иВ лабораторни експерименти химиците са показали възможността за създаване както на градивни блокове, така и на сложни структури на базата на тези блокове. В същото време моделирането помага да се проектират свойствата на бъдещия материал. А специфичните свойства на колоидите, според учените, могат да се използват за създаване на адаптивни материали.

„При определени обстоятелства колоидите могатсе държат като атоми и молекули, но взаимодействието им е по-малко силно. Това ги прави обещаващи градивни елементи за нови материали, като интерактивни материали, които могат да адаптират свойствата си към околната среда“, обяснява Лора Роси, водещ изследовател.

Прочетете още

Нещо странно се случва във Вселената: как да се обяснят несъответствията в константата на Хъбъл

Гравитацията и тъмната материя не съществуват: основното за новата работа на физиците

За първи път беше синтезиран декантер - „чудотворен материал от ново поколение“