Ένα δυαδικό κολλοειδές μείγμα μπορεί να υπάρχει σε έως και έξι φάσεις ταυτόχρονα, σύμφωνα με νέα θεωρητική εργασία ερευνητών από την Ολλανδία και τη Γαλλία. Το αποτέλεσμα, που ελήφθη χρησιμοποιώντας ένα απλό αλγεβρικό μοντέλο, έχει εφαρμογές για την πρόβλεψη της σταθερότητας φάσης κοινών κολλοειδών υλικών όπως το χρώμα και η μαγιονέζα.
Μέχρι πρόσφατα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα μείγματα κολλοειδούς-πολυμερούς μπορούσαν να υπάρχουν μόνο σε τρεις ταυτόχρονες φάσεις - παρόμοια με το γνωστό «τριπλό σημείο» στο οποίο το νερό είναι αέριο, υγρό και στερεό. Το 2020, ωστόσο, μέλη της ίδιας ομάδας Ολλανδίας-Γαλλίας, με επικεφαλής τον Ρέμκο Τουινιέ και Joeri Opdam του Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Αϊντχόβεν, έδειξε ότι τέτοια μείγματα θα μπορούσαν, στην πραγματικότητα, υπάρχουν σε πέντε διαφορετικές φάσεις με τη μία. Αυτό Το αποτέλεσμα αψηφούσε τον κανόνα της φάσης Gibbs 150 ετών, και οι ερευνητές το απέκτησαν προσομοιώνοντας τη συμπεριφορά ενός κολλοειδούς μείγματος με δύο συστατικά - ράβδους και πολυμερή - διασκορπισμένα σε διαλύτη υποβάθρου.
Στους υπολογισμούς τους, αντιπροσώπευαν τις ράβδους ως σκληρούς «σφαιροκύλινδρους» και τα πολυμερή ως σφαίρες που επικαλύπτονται ελεύθερα μεταξύ τους. Βρήκαν ότι σε αυτό το σύστημα, κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, εμφανίζεται ένα «πενταπλό σημείο» στο οποίο οι πιθανές φάσεις είναι μια ισότροπη αέρια φάση με μη ευθυγραμμισμένες ράβδους στην κορυφή. μια νηματική φάση υγρών κρυστάλλων με ράβδους που δείχνουν προς την ίδια περίπου κατεύθυνση. μια σμηκτική φάση υγρών κρυστάλλων με ράβδους που βρίσκονται σε διαφορετικά στρώματα. και δύο στερεές φάσεις με «συνηθισμένους» κρυστάλλους στο κάτω μέρος.
Ένα ευρύ φάσμα πιθανών συνυπάρχουσων πολυφασικών φάσεων
Η ίδια ομάδα έχει τώρα αναπτύξει έναν γενικό τρόπο πρόβλεψης διαγραμμάτων φάσης για πολύπλοκα μείγματα που περιέχουν δύο τύπους σκληρών σωματιδίων. Το έκαναν χρησιμοποιώντας μια επέκταση της προηγούμενης τεχνικής τους που λαμβάνει υπόψη όχι μόνο δυαδικά μείγματα ράβδων και πολυμερών, αλλά και δυαδικά μείγματα, για παράδειγμα, ράβδων και αιμοπεταλίων (δίσκοι) ή μείγματα σφαιρών και ράβδων. Η ομάδα εξέτασε επίσης τον προσανατολισμό και τις θέσεις κάθε συστατικού στο μείγμα.
Όπως και πριν, οι Tuinier, Opdam και οι συνεργάτες βρήκαν ένα ευρύ φάσμα πιθανών συνυπάρχουσων πολυφασικών φάσεων, συμπεριλαμβανομένων δύο περιοχών συνύπαρξης πενταπλής φάσης για μείγματα ράβδων/σφαιρών και ακόμη και μια περιοχή συνύπαρξης εξαπλής φάσης για μείγματα ράβδων/πλάκας.
Αυτή η αφθονία φάσεων είναι δυνατή λόγω του σχήματος των σωματιδίων (ιδιαίτερα του μήκους και της διαμέτρου τους), λένε. Εκτός από τις γνωστές μεταβλητές θερμοκρασίας και πίεσης, υπάρχουν τρεις πρόσθετες παράμετροι: και για τα δύο σωματίδια, το μήκος σε σχέση με τη διάμετρό τους. και η διάμετρος ενός τύπου σωματιδίου σε σχέση με τη διάμετρο των άλλων σωματιδίων στο διάλυμα. Χάρη σε αυτές τις τρεις παραμέτρους, τρεις επιπλέον συνυπάρχουσες φάσεις μπορούν να είναι δυνατές σε σχέση με τις προβλέψεις του κανόνα φάσης του Gibbs.
Εφαρμογές στην κατασκευή
Ο Tuinier σημειώνει ότι η δυνατότητα πρόβλεψης διαγραμμάτων φάσης είναι σημαντική σε αρκετούς τομείς της επιστήμης και της μηχανικής, όπου βοηθά να γνωρίζουμε πότε τα συστήματα θα είναι σταθερά, εάν συμβαίνει απομίξη και τι είδους καταστάσεις φάσης αναμένεται να σχηματιστούν. Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι οποίοι αναφέρουν την εργασία τους στο J. Phys. Chem. Κάτοικος της Λατβίας., τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην κατανόηση των μεταβάσεων φάσης σε τέτοια συστήματα και να προβλέψουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια πότε θα συμβούν – γνώση που θα μπορούσε να είναι χρήσιμη κατά την κατασκευή πολύπλοκων κολλοειδών μιγμάτων όπως η μαγιονέζα ή το χρώμα.
Το υλικό «Πενταπλού σημείου» αψηφά τον θερμοδυναμικό κανόνα 150 ετών
«Θέλαμε να προβλέψουμε καλύτερα τη σταθερότητα φάσης τέτοιων συστημάτων», λέει ο Tuinier Κόσμος Φυσικής. «Ενώ η νέα μας δουλειά εξακολουθεί να επικεντρώνεται στη διασπορά σκληρών σωματιδίων διαφορετικών σχημάτων, ελπίζουμε να επεκτείνουμε αυτήν την εργασία ώστε να συμπεριλάβουμε και υλικά όπως πολυμερή για πρακτικές εφαρμογές».
Προσθέτει ότι η ανάμειξη κολλοειδών με διαφορετικά μεγέθη και σχήματα και η χρήση μεταπτώσεων φάσης μπορεί να ανοίξει το δρόμο προς τη δημιουργία νέων υλικών με προσαρμοσμένες οπτικές ή μηχανικές ιδιότητες για εφαρμογές όπως οπτικές συσκευές ταχείας εναλλαγής ή βιομιμητικοί μύες. Οι υγροί κρύσταλλοι σε οθόνες, τα φωτοβολταϊκά και τα υλικά αποθήκευσης ενέργειας θα μπορούσαν επίσης να ωφεληθούν, όπως και οι νέοι τύποι μπαταριών και κυψελών καυσίμου.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/colloidal-mixture-exists-in-up-to-six-phases-at-once/
- 2020
- a
- Ικανός
- πάνω από
- Σύμφωνα με
- Λογαριασμός
- Επιπλέον
- Πρόσθετος
- Προσθέτει
- εκ των προτέρων
- και
- εφαρμογές
- περιοχές
- φόντο
- μπαταρίες
- επειδή
- πριν
- είναι
- όφελος
- Καλύτερα
- Κάτω μέρος
- Κύτταρα
- συναδέλφους
- Ελάτε
- Κοινός
- συγκρότημα
- συστατικό
- εξαρτήματα
- υπολογισμοί
- Συνθήκες
- θεωρούνται
- θα μπορούσε να
- δημιουργία
- Κρύσταλλο
- αναπτύχθηκε
- Συσκευές
- διαγράμματα
- DID
- διαφορετικές
- κατεύθυνση
- διασκορπισμένη
- οθόνες
- κάθε
- ενέργεια
- Μηχανική
- Ισορροπία
- Even
- παράδειγμα
- υπάρχει
- αναμένεται
- επεκτείνουν
- επέκταση
- φλοτέρ
- εστιάζει
- δάσος
- μορφή
- Βρέθηκαν
- Γαλλία
- Καύσιμα
- κυψέλες καυσίμου
- GAS
- General
- Group
- Σκληρά
- βοήθεια
- βοηθά
- ελπίζω
- Ωστόσο
- HTTPS
- εικόνα
- σημαντικό
- in
- περιλαμβάνουν
- Συμπεριλαμβανομένου
- πληροφορίες
- ζήτημα
- IT
- Ξέρω
- γνώση
- γνωστός
- στρώματα
- Led
- Μήκος
- Υγρό
- κατασκευής
- υλικό
- υλικά
- max-width
- μηχανικός
- Μέλη
- Μίξη
- μίγμα
- μοντέλο
- περισσότερο
- Ολλανδία
- Νέα
- Notes
- μυθιστόρημα
- λαμβάνεται
- ONE
- ΑΛΛΑ
- παράμετροι
- ιδιαίτερα
- φάση
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- Σημείο
- πολυμερή
- θέσεις
- δυνατός
- Πρακτικός
- ακριβώς
- προβλέψει
- προβλέποντας
- Προβλέψεις
- χυτρα
- προηγούμενος
- ιδιότητες
- σειρά
- πρόσφατα
- περιοχή
- περιοχές
- σχέση
- αναφέρουν
- εκπροσωπούνται
- ερευνητές
- αποτέλεσμα
- περίπου
- Άρθρο
- ίδιο
- Επιστήμη
- επιστήμονες
- διάφοροι
- Shape
- σχήματα
- παρόμοιες
- Απλούς
- ΕΞΙ
- μεγέθη
- στέρεο
- λύση
- συγκεκριμένες
- σταθερότητα
- σταθερός
- Μελών
- Ακόμη
- χώρος στο δίσκο
- τέτοιος
- σύστημα
- συστήματα
- παίρνει
- λέει
- Η
- Κάτω Χώρες
- τους
- θεωρητικός
- σκέψη
- τρία
- thumbnail
- ώρα
- προς την
- πολύ
- κορυφή
- προς
- μεταβάσεις
- αληθής
- τύποι
- υπό
- κατανόηση
- πανεπιστήμιο
- ήθελε
- Νερό
- πολύ γνωστό
- Τι
- αν
- Ποιό
- Ο ΟΠΟΊΟΣ
- ευρύς
- Ευρύ φάσμα
- θα
- Εργασία
- zephyrnet