18:03 2022-05-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Noua cale de a construi materiale din particule minuscule
_ Nou traseu pentru a construi materiale din particule minuscule
Cercetatorul Laura Rossi și grupul ei de la TU Delft au găsit o nouă modalitate de a construi materiale sintetice din particule minuscule de sticlă – așa-numiții coloizi. Împreună cu colegii lor de la Universitatea Queen și de la Universitatea din Amsterdam, ei au arătat că pot folosi pur și simplu forma acestor coloizi pentru a face blocuri interesante pentru materiale noi, indiferent de alte proprietăți ale particulelor coloidale. „Acest lucru este izbitor, deoarece deschide un mod complet nou de a gândi despre designul materialelor”, spune Rossi. Lucrarea lor este publicată în Science Advances vineri.
Coloizii sunt particule minuscule, de la câțiva nanometri până la câțiva microni. Ele constau dintr-o colecție de molecule și pot avea proprietăți diferite în funcție de materialul din care sunt fabricate. „În anumite circumstanțe, coloizii se pot comporta ca atomi și molecule, dar interacțiunile lor sunt mai puțin puternice”, explică Rossi. „Aceasta îi face elemente de bază promițătoare pentru materiale noi, de exemplu pentru materiale interactive care își pot adapta proprietățile la mediul lor.”
Noua modalitate de proiectare a materialelor
Dacă sunt lăsate în pace, Coloizii în formă de cub din acest studiu, care sunt fabricați din sticlă, se vor asambla în structuri simple, cum ar fi rețele cubice și hexagonale distorsionate. Dar, în loc să treacă imediat de la blocul de construcție la structura finală, cercetătorii au luat grupuri mici de coloizi și i-au combinat în blocuri mai mari. Când au asamblat aceste grupuri de coloizi, au ajuns să aibă o structură finală diferită, cu proprietăți materiale diferite decât structura auto-asamblată. „Din punct de vedere al chimiei, ne concentrăm întotdeauna asupra modului în care putem produce un anumit tip de coloid”, spune Rossi. „În acest studiu, ne-am mutat atenția către: cum putem folosi coloizii care sunt deja disponibili pentru a face blocuri interesante?”
Un pas înainte
Conform lui Rossi și colaboratorul ei Greg van Anders, unul dintre obiectivele finale ale comunității lor de cercetare este de a proiecta structuri coloidale complexe la cerere. „Ceea ce am găsit aici este foarte important, deoarece pentru posibile aplicații, trebuie să avem proceduri care să poată fi extinse, ceea ce va fi greu de realizat cu majoritatea abordărilor disponibile în prezent. Capacitatea de bază de a pre-asambla piese identice din diferite blocurile de construcție și puneți-le să facă aceeași structură sau să preia același bloc de construcție și să pre-asamblați diferite piese care fac structuri diferite, sunt de fapt „mișcările de șah” de bază pentru proiectarea structurilor complexe”, adaugă van Anders.
Deși Rossi studiază aspectele fundamentale mai degrabă decât aplicarea designului materialelor, ea poate imagina eventuale aplicații pentru această lucrare specifică: „Am descoperit că densitatea structurii pe care am pregătit-o a fost mult mai mică decât densitatea structurii pe care le-am pregătit. s-ar obține prin utilizarea blocurilor de bază de pornire. Așa că vă puteți gândi la materiale puternice, dar ușoare pentru transport.”
Formarea în echipă
După ce echipa lui Rossi a construit grupuri de coloizi În laborator, s-au bazat pe echipa lui Greg van Anders de la Universitatea Queen pentru a construi structura finală din clustere pre-asamblate cu o simulare pe computer. „Cu acest tip de proiecte, este grozav să poți face echipă cu alții care pot rula simulări, nu numai pentru a înțelege ce se întâmplă în profunzime, ci și pentru a testa cât de mari vor fi șansele unui experiment de laborator de succes”, explică Rossi. . „Și în acest caz, am obținut rezultate foarte convingătoare că înțelegem bine procesul de proiectare și că materialul rezultat poate fi util”.
Următorul pas va fi construirea efectivă a structurii finale realizate din grupurile de coloizi din laborator. „După ce am văzut aceste rezultate, sunt încrezător că se poate face”, spune Rossi. „Ar fi grozav să am o versiune fizică a acestui material și să o țin în mână.”
Comentarii:
Adauga Comentariu