شیمی‌دان‌های دانشگاه وارویک دریافته‌اند که توانایی چسبیدن نانوذرات به سطح تماس دو مایع اختلاط‌ناپذیر دو برابر مقداری است که قبلاً تصور می‌شد. این یافته امکان استفاده از نانوذرات را در سلول‌های زنده، کامپوزیت‌های پلیمری، و فوم‌ها، ژل‌ها، و رنگ‌های با فناوری بالا فراهم می‌کند. محققان مشغول کار روی روش‌های افزایش این قدرت چسبندگی جدید هستند.
در این پژوهش جدید، محققان دانشگاه وارویک شبیه سازی‌های مولکولی برهمکنش میان یک نانوذره بدون بار و سطح تماس «ایده‌آل» مایع-مایع را مورد بررسی مجدد قرار دادند. آنها به شگفتی دریافتند که توانایی شبیه‌سازی‌شده چسبندگی نانوذرات بسیار کوچک (1 تا 2 نانومتر) به سطح تماس میان دو مایع بیشتر از مقداری است که با استفاده از مدل های استاندارد پیش‌بینی می شود.
این پژوهشگران دریافتند که انرژی لازم برای جدا کردن کوچک‌ترین ذرات از سطح تماس مایع-مایع، 50 درصد بیشتر است. با این حال با افزایش اندازه ذرات، این انحراف از مدل استاندارد به تدریج کم شده و از بین می‌رود.
دکتر استفان بُن و دکتر دیوید چونگ، محققان اصلی این پژوهش بر این باورند که مدل‌های قبلی، عملکرد «امواج مویین» را در نشان دادن رفتار نانوذرات در سطح تماس مایع-مایع به حساب نمی‌آوردند.
دکتر بُن می‌گوید: «این درک جدید از مقیاس نانو، انعطاف‌پذیری بیشتری در طراحی همه چیز، از مواد کامپوزیتی پیشرفته گرفته تا استفاده از نقاط کوانتومی، بیوشیمی سلولی، و تولید ذرات پلیمری رنگ «مسلح» به ما می‌دهد».
حال این محققان در حال کار روی روش‌های توسعه این چسبندگی طبیعی نانوذرات هستند؛ آنها می‌خواهند نانوذرات پلیمری با سطوح متضاد آبدوست و آبگریز طراحی نمایند که با نیروی بیشتری در سطح تماس روغن/آب پیوند می‌یابند.
نتایج این کار پژوهشی در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
|
9570.jpg)
