Разработан метод управляемого создания материалов из коллоидных частиц

Голландские ученые продемонстрировали новый способ создания синтетических материалов на основе крошечных частиц — коллоидов. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, авторы использовали коллоиды для создания строительных блоков для новых материалов.

Коллоиды представляют собой крошечные частицы размером от нескольких нм до нескольких мк. Они состоят из набора молекул и могут иметь разные свойства в зависимости от материала, из которого они сделаны. В своей работе исследователи использовали кубические коллоиды, сделанные из стекла. Ученые говорят, что если оставить такие частицы в покое, то они быстро собираются в простые структуры, такие как искаженные кубические и гексагональные решетки.

Вместо этого авторы исследования взяли небольшие группы коллоидов и объединили их в более крупные строительные блоки. Собранные вместе такие кластеры частиц формировали структуру со свойствами отличными от самособирающейся.

Химики использовали эмульсию вода-в-масле, чтобы собрать небольшие кластеры из частиц. Этот метод, как отмечают авторы, позволяет частицам свободно диффундировать внутрь капель во время сжатия, управляя их ориентацией и влияя на геометрию конечной структуры. Затем ученые сжимали медленно испаряющиеся капли воды. Частицы внутри сформированного «строительного блока» удерживаются вместе сильными силами Ван-дер-Ваальса.

Строительный блок из четырех коллоидов. Источник: TU Delft

Исследователи отмечают, что одна из целей исследования создать технологию разработки сложных коллоидных структур по запросу.

«Базовая способность предварительно собирать одинаковые детали из разных строительных блоков и создавать из них одинаковую структуру, или брать один и тот же строительный блок и предварительно собирать разные части, из которых получаются разные структуры, на самом деле являются основными “шахматными ходами” для сложных инженерных конструкций», — говорит Грег ван Андерс, один из участников исследования.

С помощью компьютерного моделирования и лабораторных экспериментов химики показали возможность создания и строительных блоков, и сложных структур, основанных на этих блоках. При этом моделирование помогает спроектировать свойства будущего материала. А специфические свойства коллоидов, по словам ученых, могут использоваться для создания адаптивных материалов.

«При определенных обстоятельствах коллоиды могут вести себя как атомы и молекулы, но их взаимодействие менее сильное. Это делает их многообещающими строительными блоками для новых материалов, например, для интерактивных материалов, которые могут адаптировать свои свойства к окружающей среде», — объясняет Лаура Росси, руководитель исследования.


Читать далее

Во Вселенной происходит что-то странное: как объяснить нестыковки в постоянной Хаббла

Гравитации и темной материи не существует: главное о новой работе физиков

Впервые синтезирован графин — «чудо материал нового поколения»

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука