Malé, tvrdé častice menia tokové správanie veľkých, mäkkých polymérov
Viedenská univerzita/Christos Likos
Tri náčrty ukazujú stavy zmesi hviezdicových polymérov: odpudzujúce sklo, kvapalinu a zastavenú segregáciu.
Mäkké koloidné častice hrajú dôležitú úlohu v širokej škále oblastí použitia, od potravín cez chemické a farmaceutické výrobky až po kozmetiku. Christos Likos, teoretický fyzik na viedenskej univerzite, a jeho tím skúmajú základné veci. Napríklad skúma hviezdne polyméry, ktoré sa vďaka svojej nastaviteľnosti ukázali ako ideálne modely mäkkých koloidných systémov: Zvyšovaním počtu svojich „ramien“ menia svoje vlastnosti z mäkkých koloidov na tvrdé koloidy. Výsledky sa objavujú v aktuálnom vydaní „Fyzických kontrolných listov“.
Výskumný tím pod vedením Christosa Likosa z Fakulty fyziky Viedenskej univerzity vyvinul výsledky spolu s chemikmi v Ottawe, experimentálnymi fyzikmi v Heraklione a Montpellier a teoretickými fyzikmi v Bogote.
Sklá vyrobené z mäkkých koloidov s vysokou hustotou už boli predmetom výskumu v minulosti: Kvôli vysokej akumulácii častíc je jedna častica uzamknutá svojimi najbližšími susedmi ako v klietke a súčasne stlačená. Vlastnosti tohto „klietkového efektu“ riadia stabilitu a účinnosť komerčných výrobkov, ako sú poťahy, krémy a gély. Je preto dôležité porozumieť im, najmä možným prechodom tuhých látok a kvapalín spojených s ich spracovaním a konečným produktom.
Vedci dokázali, že pridanie tvrdých častíc k mäkkému sklu vedie k novému a rôznorodému morfologickému diagramu: Zatiaľ čo sa mäkké sklo spočiatku topí v dôsledku „ochudobnenia“ (tj rozbitím „klietok“ zrážkami s tvrdými guľami), nakoniec systém vyvinie tendenciu k fázovej separácii. Vďaka vysokej hustote a vysokej atraktivite hviezdnych polymérov, ktorá je indukovaná pridaním malých častíc, je pozorovaný stav zastavenej segregácie. Pridanie malých, tvrdých guľôčok do pohárov vyrobených z veľkých, mäkkých guľôčok teda vedie k fázovému prechodu z odpudzujúceho skla na kvapalinu a nakoniec do stavu zadržanej segregácie.
Tieto výsledky, ktoré vznikli kombináciou starostlivo navrhnutých experimentov, teórie väzby režimov a simulácií, otvárajú nové cesty pre štúdium vplyvu interakcií väzbových častíc na vlastnosti koloidných zmesí a príležitostí pre vývoj koloidných kompozitov s požadovanými vlastnosťami. charakteristiky.