Ein Verfahren zur kontrollierten Herstellung von Materialien aus kolloidalen Partikeln wurde entwickelt

Kolloide sind winzige Partikel mit einer Größe von wenigen nm bis zu einigen μm.Sie bestehen aus:

eine Reihe von Molekülen und können je nachFür ihre Arbeit verwendeten die Forscher kubische Kolloide aus Glas.Wissenschaftler sagen, dass sich solche Teilchen, wenn sie in Ruhe gelassen werden, schnell zu einfachen Strukturen wie verzerrten kubischen und sechseckigen Gittern zusammenfügen.

Stattdessen nahmen die Autoren der Studie kleinGruppen von Kolloiden und kombinierte sie zu größeren Bausteinen. Zusammengenommen bildeten solche Partikelcluster eine Struktur mit anderen Eigenschaften als der Selbstorganisation.

Chemiker verwendeten dazu eine Wasser-in-Öl-EmulsionSammeln Sie kleine Partikelcluster. Wie von den Autoren angemerkt, ermöglicht diese Methode den Partikeln, während der Kompression frei in die Tröpfchen zu diffundieren, ihre Ausrichtung zu steuern und die Geometrie der endgültigen Struktur zu beeinflussen. Anschließend pressten die Wissenschaftler die langsam verdunstenden Wassertröpfchen zusammen. Die Partikel innerhalb des gebildeten „Bausteins“ werden durch starke Van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten.

Ein Baustein aus vier Kolloiden. Quelle: TU Delft

Die Forscher stellen fest, dass eines der Ziele der Studie darin besteht, eine Technologie für die Entwicklung komplexer kolloidaler Strukturen nach Bedarf zu entwickeln.

„Grundlegende Fähigkeit zur Vormontagedieselben Teile aus verschiedenen Bausteinen zu verwenden und daraus dieselbe Struktur zu erstellen oder denselben Baustein zu nehmen und verschiedene Teile vorzumontieren, aus denen unterschiedliche Strukturen erhalten werden, sind eigentlich die wichtigsten „Schachzüge“ für komplexe technische Strukturen “, sagt Greg van Anders, einer der Studienteilnehmer.

Durch Computersimulation uIn Laborexperimenten haben Chemiker die Möglichkeit gezeigt, auf der Basis dieser Bausteine ​​sowohl Bausteine ​​als auch komplexe Strukturen zu erstellen. Gleichzeitig hilft die Modellierung dabei, die Eigenschaften des zukünftigen Materials zu gestalten. Und die spezifischen Eigenschaften von Kolloiden können laut Wissenschaftlern genutzt werden, um anpassungsfähige Materialien herzustellen.

„Kolloide können das unter Umständenverhalten sich wie Atome und Moleküle, ihre Wechselwirkung ist jedoch weniger stark. Das macht sie zu vielversprechenden Bausteinen für neue Materialien, etwa interaktive Materialien, die ihre Eigenschaften an ihre Umgebung anpassen können“, erklärt Laura Rossi, leitende Forscherin.

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