2016年4月27日
当一个装配的微凝胶粒子包括一个粒子明显大于其余,超大的粒子自yabo214发收缩较小邻国的大小相匹配。这种自愈系统允许微粒形成的性质没有缺陷胶体晶体,一个不寻常的属性在系统未见“硬”粒子组成。yabo214
瓶含有微凝胶粒子等待分析实验室的Alberto Feryabo214nandez-Nieves乔治亚理工大学。研究人员现在认为他们理解为什么超大微凝胶粒子自发收缩允许形成的胶体晶体的组装更小的微粒。(来源:约翰·图恩,佐治亚理工学院)
教授在2009年,安德鲁·里昂,然后在乔治亚理工学院的化学,微凝胶系统中观察到的这种动态调整他创建的,但自愈过程背后的机制仍不确定。现在,研究人员认为他们终于揭开了谜底,所学的东西也可能影响生物系统组成的软有机粒子与聚合物微凝胶。yabo214
用小角x射线和中子散射技术,研究人员仔细研究了结构由致密的微粒子的浓度。yabo214他们还使用了微型压电压力传感器测量系统中渗透压的变化。他们的结论:在密集的微粒子的组装,反离子通过静电吸引来绑定到微凝胶是由多个粒子共享,增加渗透压yabo214然后努力缩小过大的粒子。
“当粒子距离足够近,有yabo214一个点云与个人相关的离子可以不再因为他们重叠其他粒子,粒子”Alberto Fernandez-Nieves说,物理学院的副教授乔治亚理工学院。创建一个“离子失衡内外渗透压更大的粒子,推动他们de-swell -驱逐溶剂改变大小相匹配的压力系统给出的这些非定域化的离子。yabo214这仅仅是有可能的,因为微凝胶粒子是可压缩的。”yabo214
早期研究报告4月25日版的《美国国家科学院院刊》上。亚博老虎机网登录这项工作是由瑞士国家科学基金会支持,佐治亚理工学院和研究伙伴关系和儿童保健的亚特兰大。亚博老虎机网登录
非均匀颗粒的存在通常创建晶体点缺陷或完全阻止晶体结构的形成yabo214。真实的结构由原子,但不是那些由微凝胶,软交联聚合物颗粒沉浸在一种溶剂。yabo214微凝胶的大小范围从100纳米到几个微米直径可以存在在肿胀或non-swollen州,根据温度等外部条件。
里昂和他的研究小组报道的自愈特性胶体晶体德国《应用化学》杂志上刊载国际在2009年。他们起初以为他们看到了充满活力的相关问题形成的晶体。
“我们解释这一现象的整个晶格能源——微凝胶形成一个有序数组的倾向——也许比崩溃缺陷微凝胶所需要的能量,”他说。“换句话说,我们相信有一个精力充沛的惩罚与中断相关的晶体点阵大于与个人相关的精力充沛的点球微凝胶de-swelling。”
Fernandez-Nieves最初支持这个假设,但后来认为有更多的工作。例如,缩小的微凝胶,这是可识别的,因为他们更高的光密度,自由走动就像较小的,这表明收缩不造成拥挤的小粒子。yabo214
在合作研究一致的夸夸其谈的人,博士生Andrea Scotti中子散射实验室和成像在瑞士保罗谢勒研究所,研究人员使用x射线和中子散射技术研究了微凝胶的结构和肿胀的程度大的微粒胶体晶体。yabo214的工作证实了这些大粒子确实de-swollen,即使在里昂所使用的浓度远远超yabo214出最初的研究团队。
“系统是能够做出点缺陷消失,和机制提出让我们明白为什么这发生,“Fernandez-Nieves说。“我们提出了一种机制来解释我们所看到的情况,我们认为这是一个通用的机制,可能适用于更广泛的软粒子。”yabo214
下一步,研究小组希望确定离子结构确认现有研究表明什么。Fernandez-Nieves相信与软粒子悬浮液,将产生更多的研究工作对实验和理论家。
“确实有更多的理论和仿真工作需要证实我们提出和完全理解这种自愈过程如何发生,”他说。“这一原则可以在大量的上下文,包括生物系统、刚度之间有一个微妙的平衡,渗透压和离子平衡。这是一个机制,并不涉及其他粒子的组装。yabo214它涉及到离子”。
里昂,现在院长施密德查普曼大学科学技术学院,相信这一研究发现可能超越创造更好的胶亚博老虎机网登录体系统提供洞察活细胞是如何运作的。
”获得更深的了解微凝胶组件,我们可以利用微妙的能量平衡,确定整体结构来创建更复杂,defect-tolerant总成,”他说。“物理我们在这里发现了可以与其他相关拥挤,软材料系统,如真核细胞的内部。亚博网站下载也许这些知识的扩展将提供一个更好的理解细胞的内部是如何组织的,以及如何材料运输通过这个复杂和拥挤的环境。”
来源:http://www.gatech.edu/