L’auto-assemblage colloïdal est un processus où les particules colloïdales s’organisent spontanément en structures ordonnées dans des conditions spécifiques. L’auto-assemblage colloïdal sert de base à la conception de matériaux comme les dispositifs et capteurs optoélectroniques. L’une des frontières les plus intrigantes de l’auto-assemblage colloïdal est le développement d’assemblages colloïdaux actifs, qui présentent un comportement dynamique et peuvent s’adapter aux stimuli externes.
Les colloïdes actifs – les particules colloïdales qui convertissent l’énergie externe en mouvement autonome – sont une unité assemblée typique pour les assemblages colloïdaux actifs. Bien que ces particules actives puissent démontrer des comportements d’auto-assemblage fascinants, contrôler ces comportements avec précision et en temps réel reste un défi majeur. La capacité de régler et de manipuler dynamiquement les assemblages colloïdaux est essentiel pour créer des matériaux fonctionnels adaptatifs et reconfigurables.
Un projet de recherche dirigé par le professeur Wei Wang du Harbin Institute of Technology (Shenzhen) et le Dr Xi Chen de l’Université de technologie de Chengdu ont introduit une nouvelle stratégie pour construire des assemblées colloïdales actives. Ce travail, publié dans Recherchefournit de nouveaux informations sur la conception des matériaux intelligents avec une reconfiguration à la demande en temps réel.
Dans leur étude récente, le groupe de recherche a fait un pas en avant en combinant des réactions chimiques et une polarisation électrique pour atteindre un assemblage réversible et une régulation in situ des structures assemblées. L’unité assemblée comprend des particules colloïdales actives et passives, où les particules actives réagissent avec les produits chimiques dans la solution pour générer un gradient chimique. Ce gradient induit la phorèse et l’osmose, qui attirent les particules passives environnantes pour former des grappes colloïdales.
De plus, un champ électrique alterné est utilisé pour polariser les particules passives, créant des forces répulsives dipolaires-dipoles qui aident à assembler les particules en une configuration spécifique. En réglant les champs chimiques et électriques, le groupe a obtenu un contrôle précis sur l’attraction et la répulsion entre les particules, permettant la régulation in situ des structures des assemblages colloïdaux.
Pour l’avenir, l’équipe envisage d’appliquer ces stratégies pour concevoir un large éventail de matériaux colloïdaux capables de modifier dynamiquement leur structure et leur fonction. Cela marque une étape vers le développement de matériaux adaptatifs avec des applications diverses, allant des capteurs réactifs aux systèmes d’auto-guérison et aux appareils reconfigurables.
Plus d’informations:
Xi Chen et al, assemblage reconfigurable des molécules colloïdales planes via la réaction chimique et la polarisation électrique, Recherche (2024). Doi: 10.34133 / Research.0490