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  • 洗手液,酸奶和牙膏的一些例子是胶体凝胶,现在已经bt365手机app的研究人员通过研究它们的微观结构的特点是电影中的细节。

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  • 研究人员已经观察到,MIT胶体凝胶表现出一定范围的运动,从在纳米尺度在更大范围内自由地摆动的颗粒,更受限的运动。这些行为可能有助于胶体凝胶,例如酸奶和乳液的科学家调性质。

    研究人员已经观察到,MIT胶体凝胶表现出一定范围的运动,从在纳米尺度在更大范围内自由地摆动的颗粒,更受限的运动。这些行为可能有助于胶体凝胶,例如酸奶和乳液的科学家调性质。

    研究人员礼貌形象

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在探讨微观材料糊状晃

洗手液,酸奶和牙膏的一些例子是胶体凝胶,现在已经bt365手机app的研究人员通过研究它们的微观结构的特点是电影中的细节。

技术可以帮助提高软质材料的设计,承受冲撞在运输过程中或因重力沉降。


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术语“胶体凝胶”可能不是一个家庭的名字,但这些材料的例子无处不在我们的日常生活中,从牙膏和沐浴露蛋黄酱和酸奶。凝胶的混合物悬浮在流体胶体粒子,以及它们是如何取决于操纵时,这些凝胶可以流动状液体或保持它们的形状像一个固体。

现在,研究人员bt365手机app凝视着胶体凝胶的微观结构已经和确定了令人惊讶的丰富多样的这些粘糊糊的,相不畏材料的行为。

球队捕获胶体凝胶的电影,因为它们形成时,开始作为在水中的单个粒子和演变成厚的,均匀的粘性物。在各种大小规模的缩放的研究人员观察到在变形材料的任何活动,发现了一系列比例相关的行为。

研究人员说,这些发现他们,报道,2月。在日记27 物理评论快报,代表胶体凝胶的显微组织的首次全面研究。五月的做工用料帮助科学家调的各种常见产品的性能。

一个想到这个例子,合着者说,研究伊姆加德Bischofberger,是解决MOST酸奶表面上的液体无时不在电影的问题。任一ESTA液体被推挤出来的散装酸奶ITS中的运输过程中,或者它渗出由于重力的结果,作为酸奶位于搁板在较长时间内上。

“你想酸奶承受震动和重力,并避免崩溃,但你不想让你的整个更强的材料的方式,也不会觉得很正确当你吃它,” Bischofberger,助理教授在bt365手机app机械工程。 “知道的整个长度尺度的设备的行为方式可以让你找到方法来调节材料的一个具体方面所有这些信息。”

Bischofberger的共同作者是研究生bt365手机app宰亨町和米兰大学的罗伯特·Cerbino。

单杆

有科学家探讨使用专门的激光设置到散射光在多个角度通常胶体凝胶的显微组织,以捕获信息材料关于在不同尺度的长度。这Bischofberger说,这将需要很多实验运行到同一材料的采集图像的每一项决议。

MIT的研究小组的合作者,Cerbino,此前曾发现,通过使用简单的光学显微镜,分辨率急剧不足以解决一切从材料的单个粒子及其整体性质,我可以记录材料的电影,然后用代码的计算机在规定的像素长度分析图像。例如,代码可以设置为分析运动中的几个像素或几百像素之间,或者在整个图像。通过这种方式,Cerbino能够捕捉所有长度尺度一个材料的动态“中一枪,” Bischofberger说。

先前已经证明ESTA Cerbino技术中,在一个单一的溶液被称为差分动态显微术,或DDM,成像通过单个颗粒。对于这项新的研究中,团队应用DDM探索胶体凝胶,一类更复杂的材料。

“这些材料具有令人着迷的特性,说:”町。 “要了解这些特性,你需要了解不同的结构,该结构跨度长度尺度,从几十纳米的单颗粒尺度,它们形成的结构,横跨跨越数百微米的。”

我们的身体,我们的自我软

町,可以很容易的组监测和研究第一设计成胶体凝胶。材料是水和聚苯乙烯颗粒,其町选择了其独特的外壳的混合物。每个颗粒由温度敏感即壳包围,在低温下,酷似高低不平外防止变得太粒子接近任何相邻颗粒。在气温回暖,壳体有效地缩小,粒子的自然吸引力接管,使之更接近其他粒子,它可以连接到即可。

在不同的颗粒与水和浓度的每种样品置于热电板,混合的研究人员在九月下他们的常规光学显微镜。他们把各样品的图像,因为它们翻起来的板的温度,并观看了样品进化成胶体凝胶,从乳状液体车削,较厚,酸奶状的稠度。

随后,他们使用基于傅里叶的计算机代码变换,一类型的图像处理技术中的不同自动长度尺度将图像分解成各种频率和空间尺度,来提取运动数据,从单个颗粒到大,连接的网络的颗粒。

“我们使用一个单一的电影,一个样本的许多图像组成,并期待在通过不同的窗口样品,说:”町。

他们发现,在最小的尺度,似乎自由走动单个颗粒,扭动围绕彼此和振动。作为凝胶的演变,单个颗粒聚集在一起,在网络感动更多的限制的方式形成更大或链在一起。在凝胶的形成,颗粒的多个网络的端部在彼此上跨Glommed形成一种硬的纸幅的那仅稍微移动,如一个均匀的结构的材料。

如从乳白色液体到胶体凝胶变换较厚,酸奶状的稠度,STI结构和动作当前的变化,从单一的,自由摆动的颗粒,以颗粒的基团一起移动,最后,对粒子的较大的连接的网络表现为一个均匀的材料。研究者的礼貌

他们观察到的结构类似于一个自我重复的分形图案,其中单个粒子彼此贴了越来越多的网络和结构。已经观察到其他的分形ESTA图案化胶体凝胶,在一定范围的长度的尺度的某些。这是第一次科学家为特征的有无内部胶体凝胶和外面的行为ESTA分两个范围,同时,不同的行为和观察 - 在这种情况下,运动度 - 在不同的尺度。

“正是这种叠加不同的运动方式,让极其丰富的胶体凝胶这些特性,” Bischofberger说。 “他们可以表现为液体和固体两种。所有的这是一个事实,即有如此多的不同尺度的运动,而运动是在不同尺度不同的结果“。

研究人员说,新的方法,可以它们用于探索的等软质材料的微观结构:如生物组织和细胞。

“我们的身体是软的材料,如胶体凝胶,”笔记町。 “如果我们用这种技术来研究生物系统,这将有助于优化药物递送,它通过一个类似的网络涉及到运输毒品。”

球队的新技术,在此基础上也光学显微镜是在大多数实验室交通方便,不仅可以表征有用的,而且调整的软质材料的性质。

“如果我想有一个强大的材料做我有在最小或最大规模的尺度会发生什么玩?” Bischofberger说。 “举例来说,如果你想要的东西,具有高强度一条质地光滑的,但我需要做的就是这样的系统是什么?有了所有这些信息,帮助您知道哪里有设计开始组织“。

ESTA研究由bt365手机app的研究支持委员会的部分和kwanjeong教育基金会的支持。


主题: 材料科学与工程, 机械工业, 研究, 工程学院

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