Microgel-suspensies zijn zachte materialen die zijn samengesteld uit verknoopte polymeernetwerken die opzwellen in een vloeibaar medium. Ze zijn te vinden in verschillende toepassingen, waaronder producten voor persoonlijke verzorging, verven en coatings. Het begrijpen van het gedrag van microgelsuspensies onder compressie is cruciaal voor het optimaliseren van hun prestaties in deze toepassingen.

In een recente studie gebruikten onderzoekers computersimulaties om het gedrag van dichte microgelsuspensies onder compressie te onderzoeken. Ze ontdekten dat de microgels een reeks structurele transformaties ondergaan terwijl de suspensie wordt samengedrukt. Bij lage compressie zijn de microgels bolvormig en willekeurig verpakt. Naarmate de compressie toeneemt, beginnen de microgels te vervormen en vormen ze vlakgecentreerde kubieke (fcc) en hexagonale, dicht opeengepakte (hcp) structuren. Bij nog hogere compressies raken de microgels sterk vervormd en vormen ze een ongeordende, glazige toestand.

De onderzoekers ontdekten ook dat de structurele transformaties van de microgels gepaard gaan met veranderingen in de mechanische eigenschappen van de suspensie. Bij lage compressies is de vering zacht en elastisch. Naarmate de compressie toeneemt, wordt de ophanging stijver en brozer. De overgang van een zachte naar een broze toestand wordt toegeschreven aan de vorming van de fcc- en hcp-structuren, die de microgels op hun plaats houden en voorkomen dat ze verder vervormen.

De bevindingen van deze studie bieden waardevolle inzichten in het gedrag van dichte microgelsuspensies onder compressie. Deze informatie kan worden gebruikt om de prestaties van op microgel gebaseerde materialen in verschillende toepassingen te optimaliseren. De kennis van de structurele transformaties en mechanische eigenschappen van microgelsuspensies kan bijvoorbeeld worden gebruikt om materialen te ontwerpen die zacht en elastisch zijn bij lage spanningen, maar stijf en bros worden bij hoge spanningen. Dergelijke materialen kunnen nuttig zijn in toepassingen waarbij zowel flexibiliteit als sterkte vereist zijn.

Samenvattend heeft de studie van dichte microgelsuspensies onder compressie met behulp van computersimulaties belangrijke informatie onthuld over de structurele transformaties en mechanische eigenschappen van deze materialen. Deze informatie kan worden gebruikt om de prestaties van op microgel gebaseerde materialen in verschillende toepassingen te optimaliseren.