Liverpool Üniversitesi tarafından yönetilen yeni araştırmalar, Yeni Güney Galler Üniversitesi (Sydney, Avustralya) ile işbirliği içinde, yumuşak malzemelerin davranışını yöneten mikro ölçekli mekanizmaları anlamada önemli bir adım sunmaktadır.
Yumuşak malzemeler, kolayca bükülebilen, sıkıştırılabilen veya minimal kuvvetle girintili bir malzeme türüdür. Diş macunu ve losyonlar gibi günlük öğelerde yaygın olarak kullanılırlar ve 3D baskı ve pil üretimi de dahil olmak üzere gıda bilimi, biyomedikal uygulamalar, tekstiller ve endüstriyel süreçler gibi alanlarda kritik roller oynarlar.
Şurada yayınlanan yeni bir çalışmada Kolloid ve Arayüz Bilimi Dergisiaraştırmacılar, ilk kez, belirli bir tür yumuşak malzemenin – sıvı kristalleri – içinde neler olduğunu doğrudan eşlemişlerdi.
Araştırma ekibi, bu materyallerin mikroskobik düzeyde çeşitli stres ve zorlanmaya nasıl tepki verdiğini görselleştirmek için gelişmiş teknikler kullandı.
Bulguları, geleneksel ölçümlerle yumuşak malzemelerin iç davranışının ne kadar kolay tespit edilebileceğine dair uzun süredir devam eden varsayımlara meydan okuyor ve üretim ve işleme tekniklerini iyileştirmek için değerli bilgiler sağlıyor.
Rheo-mikroskopi, yumuşak malzemelerdeki dinamik yapısal değişiklikleri gerçek zamanlı olarak izlemek ve ölçmek için kullanıldı. Bu yöntem, aynı malzeme içinde aynı anda meydana gelen katı benzeri ve sıvı benzeri davranışları ayırt etmelerini sağladı.
Esther García-Tuñón, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Kıdemli Öğretim Görevlisi ve Ukri Gelecekteki Liderler Üyesi araştırmaya liderlik etti.
“Bu, heterojen akışları ve iç yapıları bunun gibi bir sıvı kristalinde doğrudan haritalayan ilk çalışma. Şimdiye kadar, çoğu çalışma önemli sınırlamaları olan toplu mekanik ölçümlere ve saçılma tekniklerine dayanıyordu. Yöntemimiz, içinde neler olduğunu anlamak için daha erişilebilir ve ayrıntılı bir yol sunuyor.”
Çalışmanın temel atılımlarından biri, malzemenin içindeki yapısal geçişlerin, daha önce varsayıldığı gibi pürüzsüz, idealize edilmiş akışla değil, ancak lokalize kırık olaylarıyla nasıl ilişkili olduğunu gözlemlemekti. Bu içgörüler daha doğru hesaplama modelleri için bir temel sağlar ve yumuşak malzemelerin raf ömrü, karıştırma ve ekstrüzyon işlemleri için etkileri vardır.
Dr. García-Tuñón, Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimi arasındaki arayüzde çalışan gelişmiş malzeme işleme ve karmaşık sıvılarda lider bir araştırmacıdır.
Çalışma, Kimya ve Mühendislik uzmanlığından ve Liverpool Üniversitesi Malzeme İnovasyon Fabrikası ve Mühendislik Okulu’ndaki Sanal İleri Rheometri Merkezi ile rollerinden yararlanıyor.
