Makroskopisk volym och mikroskopisk karakterisering av proverna före och efter svullnad. Moder H0.8 [Ti1.2Fe0.8] O4 H2O mikrokristaller uppvisar trombocyter med sidostorlekar på ~ 15 mikrometer × 35 mikrometer och en tjocklek på ~ 2-3 mikrometer. Mellanskiktsavståndet är 0,89 nm; Således, blodplättarna är sammansatta av ~3000 regelbundet staplade lager. Med tillsats av aminlösningar, proverna "ballongerade" spontant, och den makroskopiska volymen av de svullna kristallerna ändras med olika DMAE -lösningar, som visar den maximala volymökningen vid DMAE/H+ =0,5. Optiska mikroskopikarakteriseringar avslöjar utökade lamellstrukturer. Den längsta svullna längden är ~200-250 mikrometer i DMAE/H+ =0,5. Vid höga koncentrationer, svullnaden är något dämpad, med svullen längd på ~100 mikrometer vid DMAE/H+ =10.
Den första observationen av massiv svullnad och krympning av oorganiska skiktade material som en biologisk cell ger insikter i produktionen av tvådimensionella kristaller.
Tvådimensionella (2D) kristaller har unika egenskaper som kan vara användbara för en rad applikationer. Följaktligen finns det ett stort intresse för mekanismen för att producera 2D-kristaller genom att exfoliera material med skiktade strukturer. Nu har forskare i Japan rapporterat ett ovanligt fenomen att skiktade material genomgår drastisk svullnad utan att bryta in i separata 2D-kristalllager. "Fynden visar viktiga implikationer för och kemisk insikt i exfolieringsprocessen, säger forskarna.
Vissa joner eller lösningsmedel kan infiltrera material med skiktade strukturer. Denna "interkalering" orsakar ibland överdriven svullnad och i slutändan exfoliering i separata lager. Exfolieringsprocessen har studerats i ett antal material inklusive grafit, oxider, och hydroxider bland annat. I alla dessa material, exfoliering i separata lager sker efter svullnad på mindre än flera nanometer, vilket ger upphov till svårigheter vid analys av svullnadsstadiet, och därmed exfolieringsmekanismen som helhet.
Nu har Takayoshi Sasaki och kollegor vid International Center for Materials Nanoarchitectonics vid National Institute for Materials Science och Fukuoka Institute of Technology i Japan insett upp till 100-faldig svällning av skiktade protoniska oxider, annars känd som fasta syror, utan peeling, genom exponering för en vattenhaltig aminlösning. Tillsats av HCl reducerade dem till sin ursprungliga storlek. I synnerhet, n processen mer än 3000 atomark, som består av utgångskristallen, flytta omedelbart isär och sätt ihop igen som blandade pokerkort
Till skillnad från tidigare rapporterad svullnad eller peeling, som sväller mycket mindre före exfoliering, de svällda strukturerna som producerades genom exponering för aminlösningen förblev stabila även när de skakades. Forskarna förklarar stabiliteten med hjälp av molekylära dynamikberäkningar. "Till skillnad från det slumpmässiga H2O i de tidigare rapporterade svullna faserna som lätt kunde exfolieras, långvägsstrukturering av H2O-molekylerna i den mycket svullna strukturen bekräftades med hjälp av första principberäkningar." Observationerna ger också viktiga insikter i fysiken hos dessa system.
