Las suspensiones de microgel son materiales blandos compuestos de redes de polímeros reticulados que se hinchan en un medio líquido. Se encuentran en diversas aplicaciones, incluidos productos de cuidado personal, pinturas y revestimientos. Comprender el comportamiento de las suspensiones de microgel bajo compresión es crucial para optimizar su rendimiento en estas aplicaciones.

En un estudio reciente, los investigadores utilizaron simulaciones por computadora para investigar el comportamiento de suspensiones densas de microgel bajo compresión. Descubrieron que los microgeles sufren una serie de transformaciones estructurales a medida que se comprime la suspensión. A baja compresión, los microgeles son esféricos y están empaquetados al azar. A medida que aumenta la compresión, los microgeles comienzan a deformarse y formar estructuras cúbicas centradas en la cara (fcc) y hexagonales compactas (hcp). Con compresiones aún mayores, los microgeles se deforman mucho y forman un estado vítreo desordenado.

Los investigadores también descubrieron que las transformaciones estructurales de los microgeles van acompañadas de cambios en las propiedades mecánicas de la suspensión. A bajas compresiones, la suspensión es suave y elástica. A medida que aumenta la compresión, la suspensión se vuelve más rígida y frágil. La transición de un estado blando a uno quebradizo se atribuye a la formación de estructuras fcc y hcp, que bloquean los microgeles en su lugar y evitan que se deformen aún más.

Los hallazgos de este estudio proporcionan información valiosa sobre el comportamiento de suspensiones densas de microgel bajo compresión. Esta información se puede utilizar para optimizar el rendimiento de los materiales basados ​​en microgeles en diversas aplicaciones. Por ejemplo, el conocimiento de las transformaciones estructurales y las propiedades mecánicas de las suspensiones de microgel se puede utilizar para diseñar materiales que sean blandos y elásticos ante tensiones bajas pero que se vuelvan rígidos y quebradizos ante tensiones elevadas. Estos materiales podrían resultar útiles en aplicaciones en las que se requieren tanto flexibilidad como resistencia.

En resumen, el estudio de suspensiones densas de microgeles sometidos a compresión mediante simulaciones por ordenador ha revelado información importante sobre las transformaciones estructurales y las propiedades mecánicas de estos materiales. Esta información se puede utilizar para optimizar el rendimiento de los materiales basados ​​en microgeles en diversas aplicaciones.