Les suspensions de microgels sont des matériaux mous composés de réseaux de polymères réticulés qui gonflent en milieu liquide. On les trouve dans diverses applications, notamment les produits de soins personnels, les peintures et les revêtements. Comprendre le comportement des suspensions de microgels sous compression est crucial pour optimiser leurs performances dans ces applications.
Dans une étude récente, les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques pour étudier le comportement de suspensions denses de microgels sous compression. Ils ont découvert que les microgels subissent une série de transformations structurelles à mesure que la suspension est comprimée. À faible compression, les microgels sont sphériques et emballés de manière aléatoire. À mesure que la compression augmente, les microgels commencent à se déformer et à former des structures cubiques à faces centrées (fcc) et hexagonales compactes (hcp). À des compressions encore plus élevées, les microgels se déforment fortement et forment un état vitreux désordonné.
Les chercheurs ont également constaté que les transformations structurelles des microgels s'accompagnent de modifications des propriétés mécaniques de la suspension. À faibles compressions, la suspension est souple et élastique. À mesure que la compression augmente, la suspension devient plus rigide et plus cassante. La transition d’un état mou à un état cassant est attribuée à la formation des structures fcc et hcp, qui verrouillent les microgels en place et les empêchent de se déformer davantage.
Les résultats de cette étude fournissent des informations précieuses sur le comportement des suspensions denses de microgels sous compression. Ces informations peuvent être utilisées pour optimiser les performances des matériaux à base de microgel dans diverses applications. Par exemple, la connaissance des transformations structurelles et des propriétés mécaniques des suspensions de microgels peut être utilisée pour concevoir des matériaux souples et élastiques à faibles contraintes mais qui deviennent rigides et cassants à des contraintes élevées. De tels matériaux pourraient être utiles dans des applications où la flexibilité et la résistance sont requises.
En résumé, l’étude de suspensions denses de microgels sous compression à l’aide de simulations informatiques a révélé des informations importantes sur les transformations structurelles et les propriétés mécaniques de ces matériaux. Ces informations peuvent être utilisées pour optimiser les performances des matériaux à base de microgel dans diverses applications.
