Nanodeeltjes zijn alomtegenwoordig in industriële toepassingen, variërend van medicijnafgifte en biomedische diagnostiek tot het ontwikkelen van hydrofobe oppervlakken, smeermiddeladditieven en verbeterde olieterugwinningsoplossingen in aardolievelden. Om dergelijke nanodeeltjes effectief te laten zijn, ze moeten goed verspreid blijven in de vloeistof die hen omringt. In een studie gepubliceerd in EPJ B , Braziliaanse natuurkundigen hebben de omstandigheden geïdentificeerd die leiden tot instabiliteit van nanodeeltjes en de productie van aggregaten. Dit gebeurt wanneer de elektrische kracht op hun oppervlak niet langer in evenwicht is met de som van de aantrekkende of afstotende krachten tussen nanodeeltjes. Deze bevindingen zijn onlangs gepubliceerd door Lucas de Lara van het Centre for Natural and Human Sciences, aan de University Federal of ABC (UFABC) in Santo André, SP, Brazilië en collega's.

De auteurs bestudeerden silica-nanodeeltjes die niet reageren met hun omgeving in een oplossing die twee soorten zouten bevat, keukenzout en calciumchloride. Vervolgens bevestigden ze een einde aan de nanodeeltjes, een proces dat functionalisering wordt genoemd. Met uiteinden die hydrofiel of hydrofoob zijn, kunnen nanodeeltjes gedispergeerd blijven.

Vervolgens varieerden ze de temperatuur en de zoutconcentratie en volgden ze de ionendispersie in de zoute oplossing. In sommige gevallen, ze observeerden de accumulatie van ionen rond nanodeeltjes, wat leidt tot de vorming van een elektrische dubbellaag rond de nanodeeltjes in verder algemeen elektrisch neutrale suspensies van nanodeeltjes.

De Lara en collega's bepaalden vervolgens de factor die de stabiliteit van dergelijke nanodeeltjes in oplossingen beïnvloedt. Hun simulaties suggereren dat de instabiliteit van gefunctionaliseerde dispersie van nanodeeltjes in pekel afhangt van verschillende factoren die voorafgaan aan hun aggregatie. De "boosdoeners" zijn onder meer de vorming van een elektrische dubbele laag - waargenomen groter te zijn voor calciumchloride dan voor keukenzout - en de vernauwing van die dubbele laag. In aanvulling, de aanzienlijke variatie in de interfacespanning gevolgd door een sterke toename van de ionenmobiliteit dragen ook bij aan instabiliteit. De bevindingen van de groep over algemeen neutrale nanodeeltjes komen overeen met eerder werk met elektrisch geladen nanodeeltjes.