Le sospensioni di Microgel sono materiali morbidi composti da reti polimeriche reticolate che si gonfiano in un mezzo liquido. Si trovano in varie applicazioni, inclusi prodotti per la cura personale, vernici e rivestimenti. Comprendere il comportamento delle sospensioni di microgel sotto compressione è fondamentale per ottimizzare le loro prestazioni in queste applicazioni.

In uno studio recente, i ricercatori hanno utilizzato simulazioni al computer per studiare il comportamento delle sospensioni dense di microgel sotto compressione. Hanno scoperto che i microgel subiscono una serie di trasformazioni strutturali quando la sospensione viene compressa. A bassa compressione, i microgel sono sferici e imballati in modo casuale. Man mano che la compressione aumenta, i microgel iniziano a deformarsi e a formare strutture cubiche a facce centrate (fcc) ed esagonali (hcp). A compressioni ancora più elevate, i microgel si deformano notevolmente e formano uno stato disordinato e vetroso.

I ricercatori hanno anche scoperto che le trasformazioni strutturali dei microgel sono accompagnate da cambiamenti nelle proprietà meccaniche della sospensione. A basse compressioni la sospensione è morbida ed elastica. All’aumentare della compressione, la sospensione diventa più rigida e fragile. La transizione da uno stato morbido a uno stato fragile è attribuita alla formazione delle strutture fcc e hcp, che bloccano i microgel in posizione e impediscono loro di deformarsi ulteriormente.

I risultati di questo studio forniscono preziose informazioni sul comportamento delle sospensioni dense di microgel sotto compressione. Queste informazioni possono essere utilizzate per ottimizzare le prestazioni dei materiali a base di microgel in varie applicazioni. Ad esempio, la conoscenza delle trasformazioni strutturali e delle proprietà meccaniche delle sospensioni di microgel può essere utilizzata per progettare materiali che siano morbidi ed elastici a basse sollecitazioni ma diventino rigidi e fragili a sollecitazioni elevate. Tali materiali potrebbero essere utili in applicazioni in cui sono richieste sia flessibilità che resistenza.

In sintesi, lo studio di sospensioni dense di microgel sotto compressione mediante simulazioni al computer ha rivelato importanti informazioni sulle trasformazioni strutturali e sulle proprietà meccaniche di questi materiali. Queste informazioni possono essere utilizzate per ottimizzare le prestazioni dei materiali a base di microgel in varie applicazioni.