Er is een methode ontwikkeld voor het gecontroleerd aanmaken van materialen uit colloïdale deeltjes

Colloïden zijn kleine deeltjes die in grootte variëren van enkele nm tot enkele microns. Ze bestaan ​​uit

verzameling moleculen en kunnen verschillende eigenschappen hebbenafhankelijk van het materiaal waaruit ze zijn gemaakt. In hun werk gebruikten de onderzoekers kubieke colloïden gemaakt van glas. Wetenschappers zeggen dat dergelijke deeltjes, als ze met rust worden gelaten, snel samenkomen in eenvoudige structuren zoals vervormde kubieke en zeshoekige roosters.

In plaats daarvan namen de auteurs van de studie kleinegroepen colloïden en combineerden ze tot grotere bouwstenen. Bij elkaar verzameld, vormden dergelijke clusters van deeltjes een structuur met andere eigenschappen dan zelfassemblerend.

Chemici gebruikten een water-in-olie-emulsie omverzamelen kleine clusters van deeltjes. Deze methode, zoals opgemerkt door de auteurs, zorgt ervoor dat de deeltjes vrijelijk in de druppeltjes kunnen diffunderen tijdens compressie, hun oriëntatie regelen en de geometrie van de uiteindelijke structuur beïnvloeden. De wetenschappers persten vervolgens de langzaam verdampende waterdruppels. De deeltjes binnen de gevormde "bouwsteen" worden bij elkaar gehouden door sterke van der Waals-krachten.

Een bouwsteen van vier colloïden. Bron: TU Delft

De onderzoekers merken op dat een van de doelen van het onderzoek is om een ​​technologie te creëren voor de ontwikkeling van complexe colloïdale structuren op aanvraag.

"Basisvermogen om vooraf te monterendezelfde onderdelen uit verschillende bouwstenen en daaruit dezelfde structuur maken, of dezelfde bouwsteen nemen en verschillende onderdelen pre-assembleren waaruit verschillende structuren worden verkregen, zijn eigenlijk de belangrijkste "schaakbewegingen" voor complexe technische constructies, "zegt Greg van Anders, een van de deelnemers aan de studie.

Door computersimulatie enIn laboratoriumexperimenten hebben scheikundigen de mogelijkheid aangetoond om op basis van deze blokken zowel bouwstenen als complexe structuren te maken. Tegelijkertijd helpt modellering om de eigenschappen van het toekomstige materiaal te ontwerpen. En de specifieke eigenschappen van colloïden kunnen volgens wetenschappers worden gebruikt om adaptieve materialen te maken.

“Onder bepaalde omstandigheden kunnen colloïdengedragen zich als atomen en moleculen, maar hun wisselwerking is minder sterk. Dit maakt ze veelbelovende bouwstenen voor nieuwe materialen, zoals interactieve materialen die hun eigenschappen kunnen aanpassen aan hun omgeving”, legt Laura Rossi, hoofdonderzoeker uit.

Lees verder

Er gebeurt iets vreemds in het heelal: hoe inconsistenties in de Hubble-constante te verklaren?

Zwaartekracht en donkere materie bestaan ​​niet: het belangrijkste aan het nieuwe werk van natuurkundigen

Voor het eerst werd een karaf gesynthetiseerd - "een wondermateriaal van een nieuwe generatie"