Nanopartiklar är allestädes närvarande i industriella tillämpningar, allt från läkemedelsleverans och biomedicinsk diagnostik till utveckling av hydrofoba ytor, smörjmedelstillsatser och förbättrade oljeåtervinningslösningar i petroleumfält. För att sådana nanopartiklar ska vara effektiva, de måste förbli väl dispergerade i vätskan som omger dem. I en studie publicerad i EPJ B , Brasilianska fysiker identifierade de tillstånd som leder till instabilitet hos nanopartiklar och producerande aggregat. Detta händer när den elektriska kraften på deras yta inte längre balanserar med summan av de attraktions- eller repulsiva krafterna mellan nanopartiklar. Dessa fynd publicerades nyligen av Lucas de Lara från Center for Natural and Human Sciences, vid University Federal of ABC (UFABC) i Santo André, SP, Brasilien och kollegor.
Författarna studerade kiselnanopartiklar som inte reagerar med sin omgivning i en lösning som innehåller två typer av salter, bordssalt och kalciumklorid. De fästa sedan ett slut på nanopartiklarna, en process som kallas funktionalisering. Med ändelser som är hydrofila eller hydrofoba kan hjälpa nanopartiklar att förbli dispergerade.
De varierade sedan temperaturen och saltkoncentrationen och övervakade jondispersionen i saltlösningen. I vissa fall, de observerade ackumuleringen av joner runt nanopartiklar, leder till bildandet av ett elektriskt dubbelskikt runt nanopartiklarna i annars övergripande elektriskt neutrala nanopartikelsuspensioner.
De Lara och kollegor bestämde sedan vilken faktor som påverkar stabiliteten hos sådana nanopartiklar i lösningar. Deras simuleringar tyder på att instabiliteten hos funktionaliserade nanopartiklars dispersion i saltlake beror på flera faktorer som föregår deras aggregering. "Bovarna" inkluderar bildandet av ett elektriskt dubbelskikt - som observerats vara större för kalciumklorid än för bordssalt - och förträngningen av det dubbelskiktet. Dessutom, den stora variationen i gränssnittsspänningen följt av en kraftig ökning av jonrörligheten bidrar också till instabilitet. Gruppens resultat om övergripande neutrala nanopartiklar ligger i linje med tidigare arbete med elektriskt laddade nanopartiklar.
