Las fuerzas entre partículas individuales en lechadas son responsables de su comportamiento reológico. La cuantificación directa de fuerzas físicas entre caras minerales ahora es posible con microscopía de fuerza atómica, gracias al trabajo en IDREAM, un Energy Frontier Research Center (EFRC) financiado por la Oficina de Ciencias del DOE, Ciencias Básicas de la Energía.

La cuantificación de fuerzas entre caras de cristal permite predecir comportamientos complejos en sistemas coloidales como el autoensamblaje, agregación, y propiedades reológicas de las lechadas.

Las fuerzas entre nanocristales son la base de muchos genéricos (por ejemplo, agregación / ensamblaje aleatorio y reología) y específicos (por ejemplo, apego orientado) fenómenos en lechadas. Se necesita un conocimiento detallado de estas fuerzas a nivel molecular para explicar y predecir tales fenómenos macroscópicos. Los investigadores ahora pueden medir directamente estas fuerzas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM).

Usando métodos de microfabricación, Los voladizos AFM se modifican para montar puntas de cristales orientadas direccionalmente. Para simular un entorno de lechada, la punta se coloca sobre un sustrato bien caracterizado en una celda de flujo continuo donde se puede controlar la química acuosa del sistema. Los cambios en la fuerza de interacción entre la punta y un sustrato se miden en función de las condiciones químicas. Este enfoque se puede utilizar para unir prácticamente cualquier cristal a un voladizo AFM.