Les colloïdes – des mélanges de particules constituées d’une compound, dispersées dans une autre substance – apparaissent dans de nombreux domaines de la vie quotidienne, y compris les cosmétiques, les aliments et les colorants, et forment des systèmes importants dans notre corps. Comprendre le comportement des colloïdes a donc des implications de grande envergure, mais étudier la rotation des particules sphériques a été un défi. Aujourd’hui, une équipe internationale comprenant des chercheurs de l’Institut des sciences industrielles de l’Université de Tokyo a créé des particules avec un noyau excentré ou  » œil  » qui peuvent être suivis par microscopie. Leurs conclusions sont publiées dans Actual physical Review X.



Les particules en suspension dans un liquide se déplacent d’un endroit à un autre en raison du mouvement brownien, qui peut être facilement détecté avec un microscope. Cependant, ces particules tournent également, ce qui est beaucoup as well as difficile à voir si elles sont sphériques.

Les chercheurs ont surmonté cela en créant des particules composées de deux couleurs différentes du même matériau. La sphère centrale – qu’ils appellent l’œil – est décentrée à la floor de la particule. Il fournit un level qui peut être suivi au microscope pour déterminer les changements d’orientation lorsque la particule tourne.



« La rotation d’une particule colloïdale nous renseigne sur l’hydrodynamique environnante – le mouvement du liquide en suspension – et les forces de contact, telles que le frottement. Cependant, pour obtenir une impression complète dans une suspension dense, toutes les particules doivent être suivi à la fois « , explique l’auteur correspondant de l’étude, le professeur Hajime Tanaka. « En as well as de fournir un stage à suivre dans le temps. »

En suivant une suspension dense de particules chargées formant un cristal colloïdal – qui a un arrangement ordonné de particules – il a été constaté que la rotation des sphères voisines était couplée et déplacée dans des instructions opposées, comme des engrenages engrenés.

De in addition, un système avec des particules non chargées a montré qu’il y avait une relation entre la cristallinité locale – l’ordre dans l’environnement immédiat – et la diffusivité rotationnelle, qui décrit le processus de l’orientation retrouvant l’équilibre.

Les chercheurs ont également observé un mouvement de rotation « stick-slip » entre les particules qui entrent en get in touch with, où un grand voisin pourrait arrêter le mouvement d’une particule par friction.

« Notre système a fourni des informations indispensables sur le couplage hydrodynamique et frictionnel dans des colloïdes très denses », déclare l’autre auteur correspondant, le professeur Roel Dullens. « Nous nous attendons à ce que nos découvertes aient un effects significatif sur la conception de processus industriels impliquant des colloïdes, ainsi que sur la compréhension des processus biologiques. »