Connect with us

Znanost

Nanotehnologija

Nanoskopske čestice nije moguće potpuno premazati

Čini se očiglednim da će umakanje relativno kuglastih objekata u neku tekućinu – recimo, borovnica u otopljenu čokoladu, imati za posljedicu potpuno oblaganje objekta tekućinom, odnosno da će se u navedenom primjeru dobiti niz bobica potpuno obloženih čokoladom.

Oslanjajući se na tu zamisao, proizvođači kuglastih nanočestica na sličan način umaču svoje proizvode u zaštitne premaze u uvjerenju kako će njihovo oblaganje premazom spriječiti neželjene kemijske interakcije s otapalima. Nažalost, na reakcije u nano svijetu ne djeluju iste zakonitosti kao u makro svijetu, otkrili su istraživači Matthew Lane i Gary Grest iz Sandia National Laboratories.U članku objavljenom ovog ljeta u znanstvenom časopisu Physical Review Letters, istraživači su koristili simulaciju molekularne dinamike kako bi pokazali da jednostavni premazi nisu u stanju u potpunosti pokriti svaku kuglastu nanočesticu u promatranom skupu čestica.

Umjesto toga, budući da promjer čestice može biti manji od debljine prevlake koja je štiti, zakrivljenost površine čestice koja naglo pada i udaljava se od njezinog premaza izaziva prije stvaranje niza žaluzina nego cjeloviti zaštitni zid od premaza. “Znali smo već neko vrijeme da su nanočestice posebne, a to `malo` je drugačije,” rekao je Lane. “Ono što smo pokazali je da se ovo opće pravilo u nanotehnologiji odnosi i na to kako mi premazujemo čestice.” Carlos Gutierrez, direktor Surfaces and Interface Sciences Department u Sandiji, kaže, “Dobro je poznato da je agregiranje nanočestica u otopini trenutno prepreka za njihovu komercijalnu i industrijsku upotrebu. Simulacije pokazuju da su čak i oni premazi koji se u potpunosti i jednako primjenjuju na kuglaste nanočestice značajno iskrivljeni kada se analiziraju prema kriteriju paropropusnosti.”

Grest upozorava, “Agregacija je nepoželjna jer se želi postići da čestice ostanu ravnomjerno distribuirane u cijelom proizvodu radi postizanja ujednačenosti. Ako imate čestice, recimo veličine jednog mikrona, morate ih premazati ili ih električki nabiti da se čestice ne lijepe zajedno. Ali, kad su čestice male i premazi svojom veličinom postaju usporedivi sa veličinom čestica, oni oblikuju asimetrične oblike umjesto kuglastog. Kuglaste čestice zadržavaju svoje udaljenosti, dok se asimetrične čestice mogu držati jedne drugih.”

Rezultati simulacija nisu nužno loša stvar, iz sljedećeg razloga: iako je svaka čestica obložena asimetrično, asimetrija je konzistentna za bilo koji zadani skup. Drugačije rečeno, svi obloženi nanoskopski skupovi su asimetrični na svoj način. Predvidljive, identične varijacije koje se javljaju kod svakog člana nanoskupa mogu otvoriti vrata za nove primjene. “Ono što smo ovdje učinili je da smo tu postavili veliki znak za `slijepu ulicu` kako bi se spriječilo istraživače da gube vrijeme istražujući na pogrešnom putu,” kazao je Lane. “Povećanje gustoće površine premaza ili molekularne dužine lanca neće smanjiti pjegavost premaza, kao što bi moglo pomoći kod većih čestica. Ali, jednom kada možete kontrolirati oblik agregacije, postoje i brojni drugi mogući putovi za nova otkrića.”

Izvor: DOE/Sandia National Laboratories

Life is a sexually transmitted disease and there is a 100% mortality rate.

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Nanotehnologija

Popularno

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh