Eche un vistazo dentro de la tapa de su pasta de dientes favorita, y es posible que vea un residuo duro y blanco, una versión firme de la pasta suave que exprime en su cepillo.
Muchos materiales de pasta, también conocidos como suspensiones coloidales densas, se endurecen a medida que envejecen. La dinámica estructural o los cambios en las cargas que sufren los materiales con el tiempo son en parte responsables de este cambio, pero durante décadas, los expertos han sospechado que hay másdentro de estos materiales.
Ahora, el profesor y presidente de ingeniería química y biomolecular de la Universidad de Delaware Eric Furst y un equipo de investigadores de la Ecole des Ponts y la Universidad Paris-Est y en Francia han descubierto un proceso llamado envejecimiento controlado por contacto que explica algunos cambios relacionados con la edaden materiales de pasta.
Descubrieron que se forman contactos entre las partículas, estabilizando la microestructura de estos materiales. Luego, esos contactos se endurecen, aumentando la rigidez de los materiales.
El equipo describió sus hallazgos en un artículo publicado en la revista Materiales de la naturaleza .
"Cuando las personas piensan en el envejecimiento de los materiales y las propiedades mecánicas de los materiales a medida que envejecen, especialmente en reología o en el estudio de cómo fluyen las cosas, este mecanismo se ha visto eclipsado por los cambios en la organización o microestructura del material".dijo Furst.
Los hallazgos no solo son novedosos, sino que también pueden resultar útiles. Al comprender cómo envejecen los materiales, las personas que los usan pueden diseñar mejores formas de predecir y mitigar los cambios no deseados en el rendimiento de los materiales. Los experimentos vinculan estrechamente la química de la partículasuperficies, que se pueden adaptar mediante reacciones químicas o con aditivos como tensioactivos y polímeros, a las propiedades del material a granel.
"Este documento tiene algunas implicaciones de gran alcance porque existen muchos tipos de problemas en los que este tipo de envejecimiento por contacto puede ser realmente importante", dijo Furst.
Las personas en una amplia gama de industrias podrían beneficiarse al comprender el proceso de envejecimiento de los materiales de este tipo, que incluye cementos, arcillas, suelos, tintas, pinturas y más.
Los investigadores utilizaron una variedad de métodos para explorar el envejecimiento en suspensiones de sílice y látex polimérico. Los experimentos iniciales mostraron que la microestructura de los materiales no cambia con el tiempo. Si las partículas no cambian de posición, el equipo pensó que algo debeestar sucediendo entre ellos
En experimentos anteriores, Furst ha utilizado pinzas láser, el uso de un rayo láser enfocado para manipular, doblar y romper estructuras microscópicas de partículas, que resultó ser la configuración experimental correcta para explicar este problema en particular. Francesco Bonacci, entoncesestudiante de doctorado en Francia, visitó UD para realizar experimentos con pinzas láser y estudiar la rigidez de los enlaces en los materiales de sílice y látex bajo investigación. Estos experimentos permitieron descubrir el envejecimiento por contacto.
Experimentos adicionales sugirieron carácter genérico: es probable que los resultados se apliquen a una amplia variedad de suspensiones coloidales densas.
Para Furst, este proyecto es un ejemplo del poder de colaborar con expertos de todo el mundo.
"Esto fue el resultado de una increíble colaboración internacional, solo un equipo hermoso", dijo. Los coautores del artículo incluyen a Bonacci, Xavier Chateau, Julie Goyon, Jennifer Fusier y Anaël Lemaître.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Original escrito por Julie Stewart. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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