Les nanoparticules sont omniprésentes dans les applications industrielles allant de l'administration de médicaments et des diagnostics biomédicaux au développement de surfaces hydrophobes, des additifs lubrifiants et des solutions améliorées de récupération du pétrole dans les champs pétroliers. Pour que de telles nanoparticules soient efficaces, ils doivent rester bien dispersés dans le fluide qui les entoure. Dans une étude publiée dans EPJ B , Des physiciens brésiliens ont identifié les conditions qui conduisent à l'instabilité des nanoparticules et à la production d'agrégats. Cela se produit lorsque la force électrique à leur surface ne s'équilibre plus par la somme des forces attractives ou répulsives entre les nanoparticules. Ces résultats ont été récemment publiés par Lucas de Lara du Center for Natural and Human Sciences, à l'Université Fédérale d'ABC (UFABC) à Santo André, SP, Brésil et collègues.
Les auteurs ont étudié des nanoparticules de silice qui ne réagissent pas avec leur environnement dans une solution contenant deux types de sels, sel de table et chlorure de calcium. Ils ont ensuite attaché une terminaison aux nanoparticules, un processus appelé fonctionnalisation. Les terminaisons hydrophiles ou hydrophobes peuvent aider les nanoparticules à rester dispersées.
Ils ont ensuite fait varier la température et la concentration en sel et ont surveillé la dispersion des ions dans la solution salée. Dans certains cas, ils ont observé l'accumulation d'ions autour des nanoparticules, conduisant à la formation d'une double couche électrique autour des nanoparticules dans des suspensions de nanoparticules par ailleurs globalement neutres sur le plan électrique.
De Lara et ses collègues ont ensuite déterminé le facteur influençant la stabilité de ces nanoparticules dans les solutions. Leurs simulations suggèrent que l'instabilité de la dispersion des nanoparticules fonctionnalisées dans la saumure dépend de plusieurs facteurs précédant leur agrégation. Les "coupables" incluent la formation d'une double couche électrique - observée pour être plus importante pour le chlorure de calcium que pour le sel de table - et le rétrécissement de cette double couche. En outre, la variation considérable de la tension d'interface suivie d'une forte augmentation de la mobilité des ions contribuent également à l'instabilité. Les découvertes du groupe sur les nanoparticules globalement neutres sont conformes aux travaux antérieurs sur les nanoparticules chargées électriquement.
