Eche un vistazo al interior de la tapa de su pasta de dientes favorita, y es posible que veas duro residuo blanco, una versión firme de la pasta suave que aprietas en tu pincel.

Muchos materiales de pasta, también conocidas como suspensiones coloidales densas, endurecerse a medida que envejecen. Dinámica estructural, o cambios en las cargas que sufren los materiales a lo largo del tiempo, son en parte responsables de este cambio, pero durante décadas, los expertos han sospechado que hay más cosas dentro de estos materiales.

Ahora, El profesor y presidente de ingeniería química y biomolecular de la Universidad de Delaware, Eric Furst, y un equipo de investigadores de la Ecole des Ponts y la Universidad Paris-Est y en Francia han descubierto un proceso llamado envejecimiento controlado por contacto que explica algunos cambios relacionados con la edad en los materiales de pasta.

Descubrieron que se forman contactos entre partículas, estabilizar la microestructura de estos materiales. Luego, esos contactos se endurecen, aumentando la rigidez de los materiales.

El equipo describió sus hallazgos en un artículo publicado en la revista. Materiales de la naturaleza .

"Cuando la gente piensa en el envejecimiento de los materiales y las propiedades mecánicas de los materiales a medida que envejecen, especialmente en reología o el estudio de cómo fluyen las cosas, este mecanismo se ha visto ensombrecido por cambios en la organización, o microestructura, del material, "dijo Furst.

No solo los hallazgos son novedosos, es probable que resulten útiles. Al comprender cómo envejecen los materiales, las personas que los utilizan pueden diseñar mejores formas de predecir y mitigar los cambios no deseados en el rendimiento de los materiales. Los experimentos vinculan estrechamente la química de las superficies de las partículas, que se puede adaptar mediante reacciones químicas o con aditivos como tensioactivos y polímeros, a las propiedades del material a granel.

"Este artículo tiene implicaciones de amplio alcance porque existen muchos tipos de problemas en los que este tipo de envejecimiento por contacto puede ser realmente importante". "dijo Furst.

Personas de una amplia gama de industrias podrían beneficiarse de comprender el proceso de envejecimiento de materiales de este tipo, que incluye cementos, arcillas suelos tintas pinturas y más.

Los investigadores utilizaron una variedad de métodos para explorar el envejecimiento en suspensiones de sílice y látex de polímero. Los experimentos iniciales mostraron que la microestructura de los materiales no cambia con el tiempo. Si las partículas no cambian de posición, el equipo pensó, entonces algo debe estar sucediendo entre ellos.

En experimentos anteriores, Furst ha utilizado pinzas láser:uso de un rayo láser enfocado para manipular, curva, y romper estructuras microscópicas de partículas, que resultó ser la configuración experimental adecuada para espeleología en este problema en particular. Francesco Bonacci, luego estudiante de doctorado en Francia, visitó UD para realizar experimentos con pinzas láser y estudiar la rigidez de las uniones en los materiales de sílice y látex que se están investigando. Estos experimentos permitieron el descubrimiento del envejecimiento por contacto.

Experimentos adicionales sugirieron carácter genérico:es probable que los resultados se apliquen a una amplia variedad de suspensiones coloidales densas.

Para Furst, este proyecto es un ejemplo del poder de colaborar con expertos de todo el mundo.

"Este fue el resultado de una increíble colaboración internacional, solo un hermoso equipo, ", dijo. Los coautores del artículo incluyen a Bonacci, Xavier Chateau, Julie Goyon, Jennifer Fusier, y Anaël Lemaître.