Treffer: Self-assembly of hollow colloidal silica cubes

Von der Vielfalt an letztlich synthetisierten kolloidalen Suspensionen heben sich hohle Siliciumdi- oxidwürfel sowohl durch ihre geladene Oberfläche als auch durch den starken Einfluss von Van der Waals Kräften auf ihre Verhalten ab. Je nach Wahl der Trägerflüssigkeit schließen sie sich zu asymme- trischen Strukturen zusammen (self-assembly) oder bilden eine stabile kolloidale Suspension1. Obwohl solche Systeme experimentell bereits gründlich untersucht worden sind, gibt es noch keine ausreichende theoretische Erklärung für das Verhalten der Kolloide oder Charakterisierung davon. Durch Erweiterung des bereits für ähnlich geformte Kolloide verwendeten superball Modells2 werden die Auswirkungen der Trägerflüssigkeit auf die elektrostatischen Kräfte, welche die Kolloide beeinflussen, untersucht. Von einem einzigen Kolloid ausgehend wird zunächst gezeigt, wie die kubische Form zu einer Asymmetrie in der Verteilung der Gegenionen in der Nähe der Oberfläche des Kolloids führt. Um die Wechselwirkung zwischen Paaren von Würfeln zu verstehen wird das Potential zwischen ihnen gemessen, dies zeigt einen deutlichen Einfluss der nicht isometrischen Form, wodurch der experimentell beobachtete, aber bisher unerklärte „attachment-Mechanismus“ entsteht3. Diese Arbeit zeigt wie das Zusammenspiel von kontrollierbaren Faktoren wie die Form der Würfel, die Trägerflüssigkeit und der Salzgehalt der Trägerflüssigkeit das Verhalten der Kolloide stark beinflusst, indem das empfindliche Gleichgewicht zwischen Van der Waals Anziehung und elektrostatischer Absto- ßung gekippt wird. Weiters wird der Prozess der self-assembly, der zu den experimentell beobachteten Mikrostrukturen führt, beleuchtet. Zusammenfassend wird eine ausführliche Erklärung für das in den Systemen beobachtete Verhalten geboten, und so der Weg für zunkünftige Anwendungen geöffnet.