On kehitetty menetelmä materiaalien kontrolloituun luomiseen kolloidipartikkeleista

Kolloidit ovat pieniä hiukkasia, joiden koko vaihtelee muutamasta nm:stä muutamaan mikroniin. Ne koostuvat

joukossa molekyylejä ja niillä voi olla erilaisia ​​ominaisuuksiariippuen materiaalista, josta ne on valmistettu. Tutkijat käyttivät työssään lasista valmistettuja kuutiokolloideja. Tiedemiehet sanovat, että jos tällaiset hiukkaset jätetään yksin, ne kokoontuvat nopeasti yksinkertaisiksi rakenteiksi, kuten vääristyneiksi kuutioiksi ja kuusikulmaisiksi hiloiksi.

Sen sijaan tutkimuksen tekijät ottivat vähänkolloidiryhmiä ja yhdistivät ne suuremmiksi rakennuspalikoiksi. Tällaiset hiukkasrypäleet muodostivat yhteen koottuina rakenteen, jonka ominaisuudet poikkeavat itsekokoamisesta.

Kemistit käyttivät vesi-öljyssä-emulsiotakerätä pieniä hiukkasryhmiä. Tämä menetelmä, kuten kirjoittajat ovat huomauttaneet, sallii hiukkasten diffundoitua vapaasti pisaroihin puristuksen aikana, mikä säätelee niiden suuntausta ja vaikuttaa lopullisen rakenteen geometriaan. Sitten tutkijat puristavat hitaasti haihtuvia vesipisaroita. Muodostuneen "rakennuspalikan" sisällä olevat hiukkaset pysyvät yhdessä vahvojen van der Waalsin voimien avulla.

Neljän kolloidin rakennuspalikka. Lähde: TU Delft

Tutkijat huomauttavat, että yksi tutkimuksen tavoitteista on luoda teknologia monimutkaisten kolloidisten rakenteiden kehittämiseen tarpeen mukaan.

"Peruskyky esikokoonpanoonsamat osat eri rakennuspalikoista ja luoda niistä sama rakenne tai saman rakennuspalikka ottaminen ja erilaisten osien esiasaaminen, joista saadaan erilaisia ​​rakenteita, ovat itse asiassa tärkeimmät "shakkiliikkeet" monimutkaisille konepajarakenteille", sanoo Greg. van Anders, yksi tutkimuksen osallistujista.

Tietokonesimulaatioiden jaLaboratoriokokeissa kemistit ovat osoittaneet mahdollisuuden luoda sekä rakennuspalikoita että monimutkaisia ​​rakenteita näiden lohkojen pohjalta. Samalla mallinnus auttaa suunnittelemaan tulevaisuuden materiaalin ominaisuuksia. Ja kolloidien erityisiä ominaisuuksia voidaan tutkijoiden mukaan käyttää mukautuvien materiaalien luomiseen.

"Tietyissä olosuhteissa kolloidit voivatkäyttäytyvät kuin atomit ja molekyylit, mutta niiden vuorovaikutus on vähemmän vahva. Tämä tekee niistä lupaavia rakennuspalikoita uusille materiaaleille, kuten interaktiivisille materiaaleille, jotka voivat mukauttaa ominaisuuksiaan ympäristöönsä”, kertoo johtava tutkija Laura Rossi.

Lue lisää

Universumissa tapahtuu jotain outoa: kuinka selittää Hubble-vakion epäjohdonmukaisuudet

Painovoimaa ja pimeää ainetta ei ole olemassa: tärkein asia fyysikkojen uudessa työssä

Ensimmäistä kertaa syntetisoitiin karahvi - "uuden sukupolven ihmemateriaali"