Τα κολλοειδή είναι μικροσκοπικά σωματίδια που κυμαίνονται σε μέγεθος από μερικά nm έως μερικά μικρά. Αποτελούνται από
Αντίθετα, οι συγγραφείς της μελέτης πήραν λίγαομάδες κολλοειδών και τα συνδύασαν σε μεγαλύτερα δομικά στοιχεία. Συγκεντρωμένα μαζί, τέτοια σμήνη σωματιδίων σχημάτισαν μια δομή με ιδιότητες διαφορετικές από την αυτοσυναρμολόγηση.
Οι χημικοί χρησιμοποίησαν ένα γαλάκτωμα νερό σε λάδι για νασυλλέγουν μικρές συστάδες σωματιδίων. Αυτή η μέθοδος, όπως σημειώνεται από τους συγγραφείς, επιτρέπει στα σωματίδια να διαχέονται ελεύθερα στα σταγονίδια κατά τη συμπίεση, ελέγχοντας τον προσανατολισμό τους και επηρεάζοντας τη γεωμετρία της τελικής δομής. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες πίεσαν τις σταγόνες νερού που εξατμίζονταν αργά. Τα σωματίδια μέσα στο σχηματιζόμενο «δομικό στοιχείο» συγκρατούνται μεταξύ τους από ισχυρές δυνάμεις van der Waals.
Ένα δομικό στοιχείο τεσσάρων κολλοειδών. Πηγή: TU Delft
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι ένας από τους στόχους της μελέτης είναι η δημιουργία μιας τεχνολογίας για την ανάπτυξη πολύπλοκων κολλοειδών δομών κατά παραγγελία.
«Βασική ικανότητα προσυναρμολόγησηςτα ίδια μέρη από διαφορετικά δομικά στοιχεία και δημιουργούν την ίδια δομή από αυτά, ή η λήψη του ίδιου δομικού στοιχείου και η προσυναρμολόγηση διαφορετικών μερών από τα οποία προκύπτουν διαφορετικές δομές, είναι στην πραγματικότητα οι κύριες «σκακιστικές κινήσεις» για πολύπλοκες κατασκευές μηχανικής», λέει ο Γκρεγκ. van Anders, ένας από τους συμμετέχοντες στη μελέτη.
Μέσω προσομοίωσης υπολογιστή καιΣε εργαστηριακά πειράματα, οι χημικοί έχουν δείξει τη δυνατότητα δημιουργίας τόσο δομικών λίθων όσο και πολύπλοκων δομών που βασίζονται σε αυτούς τους λίθους. Ταυτόχρονα, η μοντελοποίηση βοηθά στο σχεδιασμό των ιδιοτήτων του μελλοντικού υλικού. Και οι συγκεκριμένες ιδιότητες των κολλοειδών, σύμφωνα με τους επιστήμονες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία προσαρμοστικών υλικών.
«Υπό ορισμένες συνθήκες, τα κολλοειδή μπορούνσυμπεριφέρονται σαν άτομα και μόρια, αλλά η αλληλεπίδρασή τους είναι λιγότερο ισχυρή. Αυτό τους κάνει πολλά υποσχόμενα δομικά στοιχεία για νέα υλικά, όπως διαδραστικά υλικά που μπορούν να προσαρμόσουν τις ιδιότητές τους στο περιβάλλον τους», εξηγεί η Laura Rossi, επικεφαλής ερευνητής.
Διαβάστε περισσότερα
Κάτι περίεργο συμβαίνει στο Σύμπαν: πώς να εξηγήσουμε τις ασυνέπειες στη σταθερά Hubble
Η βαρύτητα και η σκοτεινή ύλη δεν υπάρχουν: το κύριο πράγμα για τη νέα δουλειά των φυσικών
Για πρώτη φορά, συντέθηκε μια καράφα - "ένα θαυματουργό υλικό μιας νέας γενιάς"