نانومواد

یک مطالعه جدید از مکانیزم انتقال ژل شدن نانوذرات رونمایی می کند

یک مطالعه جدید از مکانیزم انتقال ژل شدن نانوذرات رونمایی می کند

 

یک مطالعه جدید از مکانیزم انتقال ژل شدن نانوذرات رونمایی می کند
اعتبار: دامنه عمومی CC0

یک مطالعه جدید از مکانیزم انتقال ژل شدن نانوذرات رونمایی می کند در یک موفقیت بزرگ که در ارتباطات طبیعت منتشر شد ، از قوانین جهانی که بر تشکیل مواد نانوساختار حاکم هستند ، رونمایی شده است. محققان به سرپرستی پروفسور آلسیو زاکونه در دانشگاه میلان و پروفسور پیتر شال از دانشگاه آمستردام نشان داده اند که انتقال فازی که از طریق آن نانو ذرات کلوئیدی به یک ماده جامد مانند سیستم پوشاننده جامد (ژل کلوئیدی) تجمع می یابد قوانین جهانی که مستقل از ویژگیهای فیزیکی-شیمیایی خاص یک سیستم معین هستند.

دانشکده ها : به طور خاص ، با هم افزایی نزدیک بین تئوری ، شبیه سازی های عددی و تحقیقات تجربی ، برای اولین بار پس از دهه ها بحث شدید ، محققان نشان دادند که تغییر شکل فاز اساسی (موسوم به ژل کلوئیدی) با انتقال فاز پیوسته مرتبه دوم که اتفاق می افتد ، همزمان است تعادل ترمودینامیکی. انتقال فازهایی که منجر می شوند ، به عنوان مثال ، از یک گاز به یک مایع یا از یک مایع به یک جامد به عنوان برچسب مرتبه اول طبقه بندی می شوند انتقال فاز اگر مقادیر ترمودینامیکی خاصی در دوره انتقال ناپیوستگی داشته باشند ، در حالی که اگر آن مقادیر ترمودینامیکی به نرمی تغییر کنند ، آنها به عنوان انتقال فاز مرتبه دوم طبقه بندی می شوند.

این تفاوت بزرگی ایجاد می کند ، زیرا قوانین ریاضیاتی که امکان پیش بینی نقطه گذار و ویژگی های آن و همچنین خصوصیات فیزیکی فاز جدید را فراهم می کند ، در دو حالت بسیار متفاوت است. در زمینه نانوذرات ، انتقال ژلاسیون امری خاص است زیرا نانوذرات موجود در فاز سل پراکنده در یک مایع (به عنوان مثال آب) به صورت تک ذرات یا بخشی از “خوشه ها” که از یکدیگر جدا شده اند ، معلق هستند ، در حالی که در ماده جامد – خوشه ها مانند فاز یا ژل به یک شبکه فراکتال متصل می شوند. این شبکه ظاهراً “بی نظم” یا هرج و مرج است ، اما در حقیقت از تقارن بالایی برخوردار است زیرا فراکتال است. فراکتال بودن ماده حاکی از آن است که چگالی ذرات در فضا با همان قانون نیرویی که از هر نقطه در ماده اندازه گیری می شود ، از بین می رود و قدرت قانون قانونی حاکم بر این فروپاشی بعد فراکتال (نمونه های دیگر اشیا f فراکتال پوسته های برف ، شبکه رودخانه ها ، کوه ها یا سواحل انگلیس است).

برای دهه ها ، دانشمندان تلاش کرده اند تعیین کنند که آیا تبدیل نانوذرات محلول در یک مایع به یک شبکه فراکتال تحت تأثیر یک مرحله خاص ترمودینامیکی کنترل می شود. مطالعه جدید نشان می دهد که انتقال فاز ، همراه با نمایانگرهای حیاتی آن ، که توزیع اندازه خوشه را در سل و در فاز ژل ، و همچنین بعد فراکتال شبکه تنظیم می کند (یعنی ساختار مواد ) ، می تواند از لحاظ نظری پیشینی محاسبه شود ، و دقیقاً همان مقادیر بازان با استفاده از تکنیک های میکروسکوپ کانفوکال به طور آزمایشی در سیستم های کلوئیدی اندازه گیری شده است ، و همچنین همان بازه های مشابه در شبیه سازی دینامیک مولکولی در رایانه یافت شده است.

این نتیجه یک گام مهم رو به جلو برای طراحی ، توسعه و کنترل مواد ساختار نانو با ساختار فراکتال مورد نظر و کمی سازی و بهینه سازی سنتز صنعتی این مواد است. این برنامه ها چند برابر است و از ژل های کلوئیدی برای کشاورزی (برای آزادسازی کنترل شده عوامل فعال) گرفته تا ژل های پروتئینی مورد استفاده در بیوتکنولوژی و تحویل دارو ، تا مواد لاستیکی نانوکامپوزیت پر از نانوذرات فراکتال شبکه هایی که امکان کاهش انتشار آلاینده ها در حمل و نقل خودرو را فراهم می کنند.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا