EO

Wat is het beste bouwblok voor een kunstmatig kristal? (video)

11 mei 2020 om 11:59 uur

Voorkeursrichting en vorm van het object bepalen welke 'eindvorm' eruit komt: een lijn, 'plaat' of 3D kristalvorm: rood omcirkeld de regelmatige kristalstructuur die wordt gevormd met cilindervormige elementjes.

Met magneetbolletjes kun je de meest fantastische 3D vormen bouwen. Maar je dit principe wilt gebruiken om kunstmatige kristallen zichzélf te laten assembleren, is ook dan het bolletje de meest geschikte vorm? Of misschien een kubus? een cilinder?


Onderzoekers van de Universiteit Twente laten zien dat, in een turbulente waterstroom, het niet de bolletjes maar cilinders zijn die de meest regelmatige kristalvormen produceren. Zij publiceren erover in Science Advances.

 

Het principe van zelf-assemblage betekent dat de bouwstenen zichzelf gaan ordenen tot een kristal. Dat kan bijvoorbeeld door het oplosmiddel waarin de deeltjes aanwezig zijn, te laten verdampen. Leon Abelmann en zijn collega's wilden onderzoeken in hoeverre je voor zelfassemblage gebruik kunt maken van de magnetische interactie. Zij maakten deeltjes van verschillende vormen die een magnetische noord- en zuidpool hebben. Vervolgens lieten ze die los in een opwaartse waterstroom, die niet alleen de zwaartekracht compenseert maar ook turbulent is: de deeltjes krijgen daardoor te maken met verstorende krachten en gaan samen op zoek naar situaties die energetisch optimaal zijn.

 

Voorkeur

Zoals ook bij speelgoedbolletjes, werkt de richting van de magnetische energie soms méé of soms tegen bij het creëren van een bepaalde vorm. De deeltjes in de experimenten kregen een voorkeursrichting mee. De energie is te sturen door de vorm van het omhulsel om de magneet - zelf van neodymium-ijzer-boor - te variëren. Er werden drie situaties bestudeerd: De energie voor de parallelle richting was gelijk aan die van de antiparallelle, de eerste was twee keer zo groot of juist de helft.

 

Cilinders

Is de parallelle energie groter dan de anti-parallelle, dan neigen alle vormen naar een 1D rechte lijn. Behalve een lijn van bolletjes, die bij voldoende bolletjes kan sluiten in een ring . Is de voorkeursrichting antiparallel, dan vormen zich 2D ‘platen'. Bij gelijke parallelle en anti-parallelle energie, klonten de bolletjes samen, de cilinders vormen regelmatige 3D kristallen en de kubusjes laten nog een combinatie van vormen zien. Hoewel de cilinder de beste kandidaat lijkt, is het wel zo dat de structuren die met bolletjes worden gevormd, langer intact blijven in de waterstroom: minutenlang in plaats van seconden. De onderzoekers vermoeden dat dit komt doordat bolletjes minder gevoelig zijn voor kleine afwijkingen die de krachten tussen de magneten doen afnemen.

 

Ook elektrische dipolen

De experimenten zijn uitgevoerd met deeltjes die millimeter afmetingen hebben. De uitkomsten zijn inspirerend om de experimenten ook met micrometer-afmetingen te doen. Dat kan met de fabricagetechnieken die ook worden gebruikt voor magnetic random access memories (MRAM). Via zelfassemblage zijn dan bijvoorbeeld ringvormige magnetische geheugens te maken. De onderzoekers verwachten daarnaast dat het principe voor een elektrische dipool niet anders is dan voor een magnetische, zodat ook fotonische kristallen en 3D-elektronica tot de mogelijkheden behoren.

 

 

Gerelateerd nieuws

3D-geprinte ventilator beademt 20 Covid-19-patiënten tegelijk

3D-geprinte ventilator beademt 20 Covid-19-patiënten tegelijk

De Soedanese ingenieur Mohamed Ishag heeft een 3D-geprinte ventilator ontwikkeld die 20 Covid-19-patiënten tegelijk kan beademen. De in te ademen lucht wordt gedesinfecteerd met UV-licht.

Robot help bij inspectie lasnaden

Robot helpt bij inspectie lasnaden

Het gebruik van mens-robot samenwerking kan voordelen opleveren voor de inspectie van lasnaden in de automobielindustrie. Het Fraunhofer HHI wil dit in een gezamenlijk project met Volkswagen AG demonstreren.

Akoestiek nu beheersbaar ongeacht grootte en vorm van de ruimte

Akoestiek nu beheersbaar ongeacht grootte en vorm van de ruimte (video)

Stel je voor: je kunt de akoestiek van je omgeving beheersen, ongeacht de grootte en vorm van de ruimte om je heen, de beschikbaarheid van elektriciteit en het soort geluid dat je wilt beheersen. Dat is wat het prototype…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Lichtschermen PSENopt II – Nu met verbeterde spiegelzuilen

Pilz maakt het portfolio met lichtschermen compleet: De lichtschermen PSENopt II zijn niet alleen verkrijgbaar voor...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

16 juni 2020, Veldhoven

Business Software Event 2020

‘Boost your business with connected software & smart data’. Dat is het thema van het Business...

17 juni 2020, Vianen

Industrial Ethernet Event

Hoe kun je het maximale uit Industrial Ethernet halen?

11 augustus 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

11, 12 , 18, 19 augustus 2020

Meer agendapunten »