2012年10月8日
一块的发胶可能看起来不是很多,但密歇根州工程研究人员发现,这是一个迷宫室和穹顶,由粒子内部。欧洲杯猜球平台这些结构允许凝胶来保持其形状和确定它可以承受多少压力,之后就开始流动。
在凝胶颗粒的3 d地图。欧洲杯猜球平台密歇根大学的研究人员发现,凝胶的固体状的属性可以预测里面的刚性结构,这些结构被安排在truss-like模式不像大教堂的屋顶下的支持。(由莉莲萧)
目前制造商使用试验和错误来开发凝胶与特定程度的可靠性,这一发现可能提供一种方法来设计凝胶为特定的应用程序。
发产品和鞋插入,而行人,但现代凝胶做得更多。例如,他们可以帮助相机补偿不稳定的运动,它们用于高科技绷带,可以有选择地灯芯水分远离伤口或防止干燥。尽管研究人员开发出这些专门的凝胶,他们没有理解的基本规则如何在凝胶的凝胶粒子更坚实,特别是当压力。欧洲杯猜球平台
凝胶粒子的液体包含网络说,莉莲萧,化学工程博士生。欧洲杯猜球平台
“他们有一个不寻常的组合的固体属性液状物,好像小嵌在它们内部的弹簧,所以凝胶保持形状但可以流压力时,”她说。
她的团队,由迈克尔•所罗门化学工程教授用实验和计算机模拟探讨凝胶内部的结构可能会奏效。他们把灵感的struts和桁架结构,如铁路桥梁,在佛罗伦萨圣十字教堂的屋顶,和“张拉整体结构的电缆和棒测地线穹顶。
“我们把我们可以看到,我们可以站在。然后我们这种结构性原则应用于凝胶,并发现他们可以支持多少压力之间的相关性和凝胶桁架是如何安排的,”萧说。
团队偶然发现结构与稳定性的问题,因为萧的实验测量凝胶分手时流的方式。她和里士满纽曼,获得化学工程博士生,3 d地图与粒子能级的凝胶结构的细节。然后他们开始注意到,当结构分解,这种凝胶是固体。
他们还给我发了实验测量凝胶的稳定性。同时,化学工程教授沙龙Glotzer集团运行模拟显示多少的凝胶组成的刚性结构。模拟显示truss-like模式不像大教堂的屋顶下的支持。当团队把结果放在一起,他们发现凝胶的固体状的属性可以预测的刚性结构。
“所有的许多凝胶粒子,事实证明,只有欧洲杯猜球平台一小占的这些显微镜下刚性structures-end决定固体材料,”所罗门说。
尽管刚性结构可能仅占10%的凝胶粒子,它们负责承担任何负载的情况下,他说。欧洲杯猜球平台
制造商目前改变许多成分在一个复杂的配方时,他们正试图提供一种凝胶,具有特定的固体状的属性。例如,他们可能会增加更多的粒子,或选择粒子更容易组装成群体。欧洲杯猜球平台但是新的发现可以使这个过程更简单。而不是调整配方,他们能找出粒子结构会给他们正确的可靠性,然后选择粒子可以创建这个结构。欧洲杯猜球平台
所罗门说,凝胶是重要的在制药生产液体药物,提供一个可靠的剂量和在农业作物喷雾器必须用除草剂统一治疗领域。结构保持活性成分均匀分布在凝胶。专门的凝胶也需要在发展中3 d印刷领域。油墨含有陶瓷或金属粒子可以打印复杂的结构。欧洲杯猜球平台
“直写油墨需要定制的流动特性,和我们的研究将有助于组织工作与这些油墨设计它们,”所罗门说。
研究人员报告结果在当前打印版的美国国家科学院院刊》上。欧洲杯线上买球
Glotzer是斯图亚特·w·丘吉尔学院化学工程教授教授,以及材料科学与工程、高分子科学与工程学院的物理学教授的文学、科学和艺术。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球所罗门也高分子科学与工程学的教授。欧洲杯线上买球这项研究是由美国国家科学基金会和美国国防部。欧洲杯线上买球
来源:http://www.umich.edu