Research press release


Nature Materials

Empty liquids undergo arrest

ナノ粒子が結合して疎なネットワークを形成したエンプティーリキッド(empty liquid)が初めて観察されたことが、Nature Materials(電子版)に報告される。今回の研究成果によって、経年劣化しない極めて安定な軽量材料の合成が可能になるであろう。 ナノ粒子を分散させたコロイド懸濁液は、一般的には、非常に時間をかけて、2相に分かれる。そのような分離が起こるのは、不安定なゲルである。しかし、Ruzickaらは、相分離せず安定ゲルになる低密度(つまり、ほとんど中身がない)液体を形成するコロイド粘土を7年間にわたって観察した。そのゲルは、ナノメートルサイズの円板が互いにT字形に接触する(つまり、ある円板の縁が別の円板の面と接触する)疎なネットワークからなる。これは、結合の数が限られたコロイド粒子に関するコンピューターシミュレーションから予測されたとおりの結果である。
The first observation of arrested empty liquids — sparse networks of bonded nanoparticles — is reported online in Nature Materials this week. The finding will make it possible to synthesize lightweight materials that are exceptionally stable and do not age. Colloidal suspensions — liquids containing dispersed nanoparticles — typically undergo extremely slow separation into two phases. Such an arrested separation is an unstable gel. But, over a period of seven years, Ruzicka and colleagues observed a colloidal clay that forms a low-density (that is, almost empty) liquid that does not phase separate and becomes a stable gel. They also found that the gel consists of a sparse network of nanometre-sized discs making T-shaped contacts with each other — that is, the rim of one disc touches the face of another — as predicted from computer simulations of colloidal particles that form a limited number of bonds.

doi: 10.1038/nmat2921

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