Нано Дайджест

Что общего у крови, чернил и жидкой овсянки? Все это взвеси крупных частиц в жидкости – коллоиды. В некоторых коллоидах частицы образуют кластеры, из которых формируются упорядоченные структуры, подобно тому как атомы твердого вещества образуют кристаллическую решетку. Свойствами этих коллоидов и моделированием их поведения на компьютере занималась группа исследователей из Венского университета.

При большой плотности частицы в коллоиде образуют кластеры. При этом внутри каждого кластера частицы перемещаются друг относительно друга. Более примечательным является то, что кластеры располагаются не хаотически, а образуют устойчивые структуры, так что расстояние между кластерами остается неизменным. При увеличении концентрации частиц в объеме жидкости они добавляются в кластеры, однако расстояние между кластерами не изменяется.

По словам венских физиков, частицы в жидкости начинают вести себя интересным образом при определенных внешних условиях. Так, при сдвиговой деформации, которое приводит к размазыванию связи между кластерами разрываются и образуется новая структура, представляющая собой длинные параллельные нити из частиц.
По мере образования таких нитей вязкость жидкости падает. Это объясняется тем, что нити могут скользить друг относительно друга. Но если жидкость подвергается дальнейшему давлению, нити рвутся кластеры переходят в неупорядоченное состояние и вязкость жидкости снова возрастает. С помощью компьютерной модели физики могут точно рассчитать точку перехода различных жидкостей из одного состояния в другое.

Такие исследования представляют не только теоретический интерес. Изучение поведения частиц в коллоидах на наноуровне помогут практическим исследованиям в области биотехнологий, нефтехимии и фармакологии – везде, где применяются искусственные наночастицы. Жидкость, меняющая свою вязкостьпри механическом напряжении может оказаться полезной, например, для создания гасителей вибрации или защитной одежды.