En metode for kontrollert dannelse av materialer fra kolloidale partikler er utviklet

Kolloider er små partikler som varierer i størrelse fra noen få nm til noen få mikron. De består av

sett med molekyler og kan ha forskjellige egenskaper iavhengig av materialet de er laget av. I sitt arbeid brukte forskerne kubiske kolloider laget av glass. Forskere sier at hvis de blir stående alene, samles slike partikler raskt til enkle strukturer som forvrengte kubiske og sekskantede gitter.

I stedet tok forfatterne av studien smågrupper av kolloider og kombinerte dem til større byggeklosser. Samlet sammen dannet slike klynger av partikler en struktur med andre egenskaper enn selvmonterende.

Kjemikere brukte en vann-i-olje-emulsjon tilsamle små klynger av partikler. Denne metoden, som bemerket av forfatterne, lar partiklene fritt diffundere inn i dråpene under kompresjon, kontrollerer deres orientering og påvirker geometrien til den endelige strukturen. Forskerne klemte deretter de sakte fordampende vanndråpene. Partiklene i den dannede "byggeklossen" holdes sammen av sterke van der Waals-krefter.

En byggestein av fire kolloider. Kilde: TU Delft

Forskerne bemerker at et av målene med studien er å skape en teknologi for utvikling av komplekse kolloidale strukturer etter behov.

"Grunnleggende evne til å forhåndsmonterede samme delene fra forskjellige byggeklosser og lage den samme strukturen fra dem, eller å ta den samme byggeklossen og forhåndsmontere forskjellige deler som forskjellige strukturer er hentet fra, er faktisk de viktigste "sjakktrekkene" for komplekse tekniske strukturer, "sier Greg van Anders, en av studiedeltakerne.

Gjennom datasimulering ogI laboratorieforsøk har kjemikere vist muligheten for å lage både byggesteiner og komplekse strukturer basert på disse blokkene. Samtidig hjelper modellering med å designe egenskapene til det fremtidige materialet. Og de spesifikke egenskapene til kolloider, ifølge forskere, kan brukes til å lage adaptive materialer.

"Under visse omstendigheter kan kolloideroppfører seg som atomer og molekyler, men deres interaksjon er mindre sterk. Dette gjør dem til lovende byggeklosser for nye materialer, for eksempel interaktive materialer som kan tilpasse egenskapene deres til miljøet, forklarer Laura Rossi, hovedforsker.

Les mer

Noe merkelig skjer i universet: hvordan forklare inkonsekvenser i Hubble-konstanten

Tyngdekraft og mørk materie eksisterer ikke: det viktigste med det nye arbeidet til fysikere

For første gang ble en karaffel syntetisert - "et mirakelmateriale av en ny generasjon"