Le nanoparticelle sono onnipresenti nelle applicazioni industriali che vanno dalla somministrazione di farmaci e la diagnostica biomedica allo sviluppo di superfici idrofobiche, additivi per lubrificanti e soluzioni avanzate per il recupero dell'olio nei giacimenti petroliferi. Affinché tali nanoparticelle siano efficaci, hanno bisogno di rimanere ben dispersi nel fluido che li circonda. In uno studio pubblicato su EPJ SI , I fisici brasiliani hanno identificato le condizioni che portano all'instabilità delle nanoparticelle e alla produzione di aggregati. Ciò accade quando la forza elettrica sulla loro superficie non è più bilanciata dalla somma delle forze attrattive o repulsive tra le nanoparticelle. Questi risultati sono stati recentemente pubblicati da Lucas de Lara del Centro per le scienze naturali e umane, presso l'Università Federale di ABC (UFABC) a Santo André, SP, Brasile e colleghi.
Gli autori hanno studiato nanoparticelle di silice che non reagiscono con l'ambiente circostante in una soluzione contenente due tipi di sali, sale da cucina e cloruro di calcio. Hanno poi attaccato un finale alle nanoparticelle, un processo chiamato funzionalizzazione. La presenza di terminazioni idrofile o idrofobe può aiutare le nanoparticelle a rimanere disperse.
Hanno quindi variato la temperatura e la concentrazione di sale e hanno monitorato la dispersione di ioni nella soluzione salata. In alcuni casi, hanno osservato l'accumulo di ioni attorno alle nanoparticelle, portando alla formazione di un doppio strato elettrico attorno alle nanoparticelle in sospensioni di nanoparticelle altrimenti elettricamente neutre.
De Lara e colleghi hanno quindi determinato il fattore che influenza la stabilità di tali nanoparticelle nelle soluzioni. Le loro simulazioni suggeriscono che l'instabilità della dispersione delle nanoparticelle funzionalizzate in salamoia dipende da diversi fattori che precedono la loro aggregazione. I "colpevoli" includono la formazione di un doppio strato elettrico - osservato essere maggiore per il cloruro di calcio rispetto al sale da cucina - e il restringimento di quel doppio strato. Inoltre, anche la notevole variazione della tensione di interfaccia seguita da un forte aumento della mobilità ionica contribuisce all'instabilità. Le scoperte del gruppo sulle nanoparticelle neutre complessive sono in linea con il lavoro precedente con le nanoparticelle caricate elettricamente.
