Sandburg inspiriert neue Nanopartikelbindung
Vor allem Temperatur für Zusammenhalt der Struktur verantwortlich
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Nanopartikel: Werden zusammengefügt und getrennt (Foto: Bhuvnesh Bharti) |
Raleigh/Chapel Hill (pte002/07.08.2015/06:05) Magnetische Nanopartikel, die von ölhaltigen Hüllen ummantelt sind, reagieren in Verbindung mit Wasser ähnlich wie Sand. Die vom Sandburgbauen inspirierte Methode kann zum Beispiel zur Herstellung flexibler Gelenke von Robotern oder zur Produktion von magnetisch selbstheilenden Gels verwendet werden. Entwickelt wurde sie von Forschern an der North Carolina State University http://ncsu.edu und der University of North Carolina at Chapel Hill http://unc.edu .
"Weil sich Öl und Wasser nicht vermischen, macht das Öl die Partikel feucht und erzeugt kapillare Brücken zwischen ihnen, so dass sie bei Kontakt aneinanderkleben", erklärt Studienautor Orlin Velev die Reaktion, die der Verbindung von Sand mit der richtigen Menge an Wasser ähnelt. "Danach fügen wir ein Magnetfeld hinzu, um die Nanopartikelketten anzuordnen und eine Richtcharakteristik vorzugeben", fügt sein Kollege Bhuvnesh Bharti hinzu.
Kälte macht Strukturen brüchig
Die Funktion, welche die Sonne übernimmt, die die Sandburg langsam austrocknet und zum Bröckeln bringt, wird bei den Nanopartikeln von der Kälte übernommen. Wenn die Temperatur von 45 Grad Celsius auf 15 Grad gesenkt wird, kühlt das Öl ab und macht die Verbindungen brüchig. Durch eine Temperaturerhöhung und das Anbringen das magnetischen Feldes kann der Prozess auch wieder rückgängig gemacht werden.
"Mit anderen Worten reagiert das Material auf Temperaturen und diese weichen und flexiblen Strukturen können auseinandergenommen und wieder neu arrangiert werden. Dazu sind keine anderen Chemikalien notwendig", freut sich Velev abschließend.
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