Krafter mellan enskilda partiklar i slurry är ansvariga för deras reologiska beteende. Direkt kvantifiering av fysikaliska krafter mellan mineralytor är nu möjlig med atomkraftsmikroskopi, tack vare jobbet på IDREAM, ett Energy Frontier Research Center (EFRC) finansierat av DOE:s Office of Science, Grundläggande energivetenskap.

Kvantifiering av krafter mellan kristallytor möjliggör förutsägelser av komplexa beteenden i kolloidala system som självmontering, aggregering, och reologiska egenskaper hos uppslamningar.

Krafter mellan nanokristaller är grunden för många generiska (t.ex. slumpmässig aggregering/sammansättning och reologi) och specifika (t.ex. orienterad vidhäftning) fenomen i slurry. Detaljerad kunskap om dessa krafter på molekylär nivå behövs för att förklara och förutsäga sådana makroskopiska fenomen. Forskare kan nu direkt mäta dessa krafter via atomkraftmikroskopi (AFM).

Med hjälp av mikrotillverkningsmetoder, AFM konsoler är modifierade för att montera riktningsorienterade kristallspetsar. För att simulera en slurrymiljö, spetsen placeras ovanför ett välkarakteriserat substrat i en genomströmningscell där systemets vattenkemi kan kontrolleras. Förändringar i samverkanskraften mellan spetsen och ett substrat mäts som en funktion av kemiska förhållanden. Detta tillvägagångssätt kan användas för att fästa praktiskt taget alla kristaller till en AFM-konsol.