Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Zachte bollen nestelen zich in een enigszins verrassende structuur

Zachte bollen nestelen zich in een structuur die enigszins verrassend is. In plaats van een eenvoudig kubusvormig rooster te vormen, zoals harde bollen doen, vormen ze een op het lichaam gecentreerd kubusvormig rooster. Dit verschil is te wijten aan het feit dat zachte bollen kunnen vervormen en langs elkaar heen kunnen knijpen, waardoor ze dichter kunnen worden verpakt.

Het lichaamsgecentreerde kubieke rooster is een structuur waarin elk atoom wordt omgeven door acht andere atomen, één op elke hoek van een kubus en één in het midden van elk vlak van de kubus. Deze structuur is dichter op elkaar gepakt dan het eenvoudige kubieke rooster, waarin elk atoom wordt omringd door slechts zes andere atomen.

Het verschil in pakkingsdichtheid tussen harde en zachte bollen is aanzienlijk. Harde bollen hebben een pakkingsfractie van 0,524, terwijl zachte bollen een pakkingsfractie van 0,64 hebben. Dit betekent dat zachte bollen bijna 20% dichter kunnen worden verpakt dan harde bollen.

Het op het lichaam gecentreerde kubusvormige rooster is niet de enige structuur die zachte bollen kunnen vormen. Ze kunnen ook andere structuren vormen, zoals het kubusvormige rooster met het gezicht in het midden en het zeshoekige, dicht opeengepakte rooster. De structuur die een bepaald monster van zachte bollen vormt, hangt af van de temperatuur, druk en andere omstandigheden.

De studie van zachte bollen is belangrijk voor het begrijpen van een breed scala aan verschijnselen, zoals het gedrag van colloïdale suspensies en de eigenschappen van zachte materialen. Zachte bollen worden ook gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals de toediening van medicijnen en weefselmanipulatie.