Cząsteczki kooperujące na nowatorski sposoby
Płyny tworzące sieci są częścią ogólnej klasy złożonych płynów charakteryzujących się stałym połączeniem pomiędzy ich strukturą a dynamiką. Stanowią one doskonały paradygmat doświadczalny dla oceny unikalnych zachowań materiału miękkiego. Finansowany ze środków UE zespół badawczy zainicjował projekt "Dynamics and structure in a network-forming liquid" (NFLIQUID) w celu zbadania współpracy zaobserwowanej w wielu różnych materiałach. Przy użyciu różnych metod numerycznych i technik modelowania, naukowcy zbadali prosty model złożony z mezocząstek w rozpuszczalniku wodnym połączonym polimerami. Prace przebiegały dwutorowo. W pierwszym przypadku analizowano rywalizację między formowaniem się szkła i żelu (wzajemne oddziaływanie zestalenia szklistego i żelowania). W drugim przypadku badano potencjalny krajobraz energetyczny (PEL) stanowiący wskaźnik przejścia między fazami i dynamicznym zachowaniem. Model błądzenia losowego w czasie ciągłym ujawnił złożoną zależność między zestaleniem szklistym i żelowaniem. Zachowanie to jest kontrolowane przez dwie różne skale długości lokalizacji. Z kolei każda z nich charakteryzuje się konkurencyjnymi interakcjami. Oba systemy zostały odtworzone eksperymentalnie za pomocą mieszanek koloidowo-polimerowych. PEL ukazuje skomplikowane efekty wielocząsteczkowe zachodzące w złożonych systemach. Badania doprowadziły do powstania zmodyfikowanego opisu, ułatwiającego identyfikację skal długości wspólnego ruchu i ocenę wpływu wielości systemu na dynamikę. Uzyskane wyniki stanowią postęp w dziedzinie fizyki materii miękkiej. Lepsze zrozumienie złożonych zachowań dynamicznych materii miękkiej przyczyni się do rozwoju przyszłych produktów i ulepszenia metod przetwarzania. Informacje o wynikach rac były rozpowszechniane na konferencjach międzynarodowych, a nawiązana współpraca jest kontynuowana.
Słowa kluczowe
Płyny tworzące sieci, materiały miękkie, model, potencjalny krajobraz energetyczny, błądzenie losowe w czasie ciągłym, zestalenie szkliste, żelowanie
