Onderzoekers van onder andere de TU Delft vonden een nieuwe manier om synthetische materialen te bouwen uit kleine colloïden gemaakt van glas. Ze kunnen de vorm van de colloïden gebruiken om bouwstenen te maken voor nieuwe materialen, onafhankelijk van de andere eigenschappen van de colloïdale deeltjes. Ze publiceerden hun resultaten in Science Advances.

Voorheen keken de onderzoekers voornamelijk naar hoe ze nieuwe typen colloïden konden produceren, maar in dit onderzoek keken ze juist of ze interessante bouwstenen konden maken van bestaande colloïden. Als je de kubische colloïden uit het onderzoek niet beïnvloedt, ordenen ze zichzelf in een simpele structuur zoals kubisch of hexagonaal. Maar maak je zelf kleine clusters van zes tot negen colloïden groot, dan zie je in een assemblagesimulatie dat de clusters een andere macrostructuur krijgen dan de zelf-geassembleerde structuur.

Hoofdonderzoeker Laura Rossi vertelt dat het geen nieuw idee is: ‘Men heeft in het verleden aangetoond dat het vooraf assembleren van bolvormige colloïden met specifieke chemische oppervlakte-eigenschappen kan leiden tot de vorming van complexe structuren. Wij hebben het systeem makkelijker gemaakt door gebruik te maken van deeltjes die in bulk kunnen worden bereid en geen ingewikkelde chemische bewerkingen vereisen. Aanvankelijk wilden we zien hoe de geometrie van de clusters gemaakt van kubussen zou verschillen van die gemaakt van bolvormige colloïden, maar toen we ons realiseerden dat ze in principe consequent dezelfde structuren vormden, wisten we dat we iets veelbelovends hadden gevonden.’

De volgende stap zal zijn om de uiteindelijke structuren daadwerkelijk in het lab te bouwen om hun eigenschappen en mogelijke toepassingen in meer detail te kunnen bestuderen. Rossi: ‘Daarnaast is de volgende logische stap te kijken naar andere beginnende colloïdale deeltjes, bijvoorbeeld magnetische colloïden. We hebben al veelbelovende simulatieresultaten met magnetische colloïden en ik kijk uit naar de financiering om ook dit onderzoek in het lab te kunnen voortzetten.’

Bekijk ook de Eye-opener van Laura Rossi waarin ze meer vertelt over haar onderzoek.