Son teknoloji saçılma araçlarıyla yapılan deneyler, nanokompozit malzemelerin X-ışınları tarafından saçılan belirli modellerin eksik olduğunu göstermektedir. Yeni bir çalışma, gelişmiş simülasyon tekniklerinin yardımıyla, bu davranışın büyük olasılıkla farklı şekil ve boyutlara sahip nanoparçacıklar arasındaki çekici etkileşimlerden kaynaklandığını öne sürüyor.
X-ışınları ve nötronların küçük açılı saçılımı, moleküler ve nanoparçacık yapılarını incelemek için faydalı bir araçtır. Ancak şimdiye kadar yapılan deneyler, polimer adsorpsiyonu ile işlenmiş nanoparçacıklarla güçlendirilmiş bazı nanokompozit malzemelerde şaşırtıcı bir şekilde nanoparçacık yapısının eksik olduğunu ortaya çıkarmıştır.
Montpellier Üniversitesi’nden Anne-Caroline Genix ve Julian Oberdisse tarafından yapılan detaylı bir araştırma, bu modellerin yalnızca farklı şekil ve boyutlara sahip nanopartiküller arasındaki çekici etkileşimlerle üretilebileceğini göstermektedir.
Bu çalışma, nanokompozitleri inceleme tekniklerindeki gelişmelerle birlikte, küçük açılı saçılma araçlarının hızla gelişen yeteneklerini vurgulamaktadır. Ayrıca, minyatür elektronikler, biyolojik doku mühendisliği ve hafif, dayanıklı malzemeler gibi alanlardaki uygulamalar için nanokompozitlerin moleküler yapılarını ve benzersiz özelliklerini optimize etmek için tasarım sürecini geliştirmek için araştırmacılara yardımcı olabilir.
X-ışınları veya nötron ışınları malzeme numuneleriyle etkileşime girdiğinde, ortaya çıkan momentum transferi, numunenin moleküler yapısına bağlı olarak değişen karakteristik modellerde saçılmalara neden olur. Son yıllarda, bu saçılmayı ölçen araçların yetenekleri hızlı bir şekilde gelişmiş ve daha doğru ve kapsamlı veri toplama imkanı sağlamıştır.
Genix ve Oberdisse’nin çalışmaları, konsantre, polimer bazlı nanokompozitlerin yapılarını incelemek için bu teknikleri kullandı. Yüksek nanoparçacık konsantrasyonlarında, parçacıklar arasındaki etkileşimlerin saçılma modelini değiştirdiği bilinmektedir.
Ancak şaşırtıcı bir şekilde, yaptıkları deneylerde bunu gözlemleyemediler. Bunun yerine, gözlemlenen X-ışını saçılma modelleri, tek tek nanopartikülleri işaret ediyordu. Araştırmacılar, bu sonucu açıklamak için sayısal simülasyonlar kullanarak, nanopartiküllerin uzaydaki konumlarını gözlemledikleri saçılma modelleriyle ilişkilendirdiler.
Yüksek nanoparçacık konsantrasyonları için, çeşitli şekil ve boyutlara sahip nanoparçacıklar arasındaki çekici etkileşimlerin nanokompozitte neredeyse “yapısız” bir durum ürettiğini keşfettiler. Bu keşif, nanokompozitlerin moleküler özelliklerini ve benzersiz özelliklerini optimize etme konusunda önemli bilgiler sunmaktadır.
Daha fazla bilgi: Anne-Caroline Genix ve diğerleri, “Konsantre koloidal süspansiyonlarda ve nanokompozitlerde yapı faktörlerinin yokluğu üzerine”, The European Physical Journal E (2023). DOI: 10.1140/epje/s10189-023-00306-6
Alıntı: “Nanokompozit Yapıların Nötron ve X-Işını Saçılımı ile Ölçümü” (2023, 17 Temmuz), 17 Temmuz 2023 tarihinde https://phys.org/news/2023-07-nanocomposite-neutron-x-ray.html adresinden alındı
Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçları dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.