Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Entwicklung der Selbstorganisation und Gelierung in Laponit-Ionogeln

 Nidhi Joshi und Kamla Rawat

Wir berichten über die Bildung eines kolloidalen Gelnetzwerks in wässrigen Laponitdispersionen, die ionische Flüssigkeiten (IL) enthalten. Im Laufe der Zeit organisierten sich diese fließenden Dispersionen neu und nahmen eine feststoffähnliche, starre Struktur an. Die strukturelle Neuorganisation der Tonplättchen in der IL-Umgebung führte zu einer Verringerung der Abstoßung zwischen den Plättchen aufgrund der IL-Doppelschicht-Abschirmung und erleichterte die Bildung stärkerer Ionogele bei Proben mit [IL] < 0,03 % (Gew./Vol.). Dynamische Strukturfaktordaten zeigten, dass der Übergang vom ergodischen zum nicht-ergodischen Zustand bei höheren IL-Konzentrationen ([IL] > 0,03 % (Gew./Vol.)) schneller erfolgt. Der Strukturfaktor umfasste zwei Relaxationsmodi, einen schnellen Diffusionsmodus, gefolgt von einem anomalen langsamen Modus. Der langsame Modus war bei allen IL-Konzentrationen eingefroren, während der schnelle Modus zwei Diffusionskoeffizienten enthielt, die beide stark von der IL-Konzentration abhingen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Laponit-Gele in IL-Lösungen systematisch individuell angepasst werden könnten, um eine Reihe weicher Materialien zu erzeugen, deren Eigenschaften ausschließlich von der IL-Konzentration abhängen, die 0,05 % (Gew./Vol.) nicht überschreiten darf.