Nanopartículas 'sastre' fluidos complejos para fotónica, aplicaciones cerámicas

Champaign, Ill. - Investigadores de la Universidad de Illinois han descubierto un enfoque totalmente nuevo para la adaptación de la estabilidad de suspensiones coloidales.

Suspensiones coloidales son fluidos complejos utilizados en numerosas aplicaciones que van desde materiales avanzados para la administración de fármacos. El control de la estabilidad de estos líquidos puede influir en las características tales como el comportamiento de flujo, la estructura y la respuesta mecánica, y puede dar lugar a materiales con propiedades ópticas y eléctricas mejoradas.

Como se informó en la edición de julio 31 de las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, Jennifer Lewis y sus colegas han ideado un proceso que ellos llaman haloing nanopartícula. Esta

proceso de auto-organización imparte estabilidad a lo contrario atractivos microesferas coloidales por regiones decorar cerca de su superficie con nanopartículas altamente cargadas.

"Usando este enfoque haloing nanopartícula podemos controlar el comportamiento de las fases y la estructura de los materiales montados a partir de los sistemas coloidales", dijo Lewis, profesor de la interfaz de usuario de la ciencia de materiales y la ingeniería y de la ingeniería química. "Nuestro enfoque complementa técnicas de estabilización tradicionales, tales como la estabilización electrostática, por los sistemas de carga insignificante o alta fuerza iónica permite a estabilizar."

Adaptación de las interacciones entre las partículas permite a los investigadores a diseñar el grado deseado de estabilidad coloidal a la mezcla.

"Eso significa que podemos crear fluidos coloidales diseñador, geles e incluso cristales", dijo Lewis. "Nuestra capacidad para controlar las fuerzas coloidales y comportamiento de fase no sólo depende de la carga de las nanopartículas, sino también de su tamaño. A través de la ingeniería de nanopartículas, se puede montar estructuras con propiedades que no serían posibles a través de rutas tradicionales de estabilización ".

Por ejemplo, Lewis se ha asociado con el coautor Paul Braun, profesor de la interfaz de usuario de la ciencia de materiales e ingeniería, para explorar el uso de estas mezclas de microesferas coloidales de nanopartículas estabilizadas en el montaje de plantillas periódicas robustos para materiales de banda prohibida fotónica. Los investigadores fueron premiados recientemente financiación por la Fundación Nacional de Ciencias para perseguir este tipo de esfuerzos.

Lewis y sus estudiantes también están estudiando la estructura y comportamiento de flujo de fluidos y geles coloidales ensambladas a partir de estas mezclas de microesferas en nanopartículas. Mediante la modulación de composición fuerzas entre partículas, los investigadores pueden producir sistemas cuyas propiedades varían de forma espectacular. Estos estudios proporcionan la base de los esfuerzos en curso en el área de procesamiento coloidal de cerámica eléctricos.