Bollen kunnen zich in vierkanten ordenen

Wageningse onderzoekers hebben voor het eerst bolvormige deeltjes op een vloeistofoppervlak in vierkanten geordend. Gewoonlijk rangschikken zulke deeltjes zich in een zeshoekige structuur.

Deeltjes organiseren zich in vierkanten op het olie-water grensvlak van een druppel.
Bolvormige plasticdeeltjes organiseren zich in vierkanten op een vloeistofopppervlak.

Bolvormige plasticdeeltjes van een micrometer groot kunnen zich op een gekromd vloeistofoppervlak in vierkanten ordenen. Dat bleek uit een experiment van onderzoekers van de universiteit van Wageningen. Nog niet eerder waren wetenschappers erin geslaagd om zulke deeltjes anders te rangschikken dan in de gebruikelijke zeshoekige honingraatstructuur.

Bolvormige deeltjes op een vloeistof, zoals mueslikorrels op melk of belletjes op een biertje, vervormen het vloeistofoppervlak. De oppervlaktespanning van de vloeistof maakt die vervorming zo klein mogelijk door de deeltjes naar elkaar toe te drijven. Omdat de aantrekkingskracht in alle richtingen gelijk is, ontstaat vanzelf de meest compacte structuur, een patroon van zeshoeken.

Dat is anders wanneer het vloeistofoppervlak een kromming heeft die niet in alle richtingen gelijk is. De aantrekkingskracht die dan ontstaat is ook niet in alle richtingen hetzelfde. De Wageningers toonden aan dat bij een bepaalde kromming micrometergrote plasticdeeltjes elkaar zodanig aantrekken, dat die een vierkante structuur vormen.

Ordening bepalen

Hoogleraar Jasper van der Gucht, een van de onderzoekers, stelt dat de bevindingen vooral belangrijk zijn omdat ze een methode geven om deeltjes op een bepaalde manier te rangschikken. ‘Als je zelf van deeltjes in materiaal de ordening kunt bepalen, kan dat ervoor zorgen dat het materiaal bijvoorbeeld beter licht doorlaat. Soms gaat dat beter met een vierkante structuur, soms met een zeshoekige’, zegt Van der Gucht.

Praktische toepassingen zijn volgens hem nog ver weg. ‘Volgens de theorie kun je alle soorten deeltjes op deze manier rangschikken, maar we moeten nog een hoop werk verrichten voordat we dit in allerlei materialen kunnen toepassen.’

Over de auteur

Yannick Fritschy

Yannick Fritschy is wetenschapsjournalist en redacteur bij New Scientist. Hij schrijft over alle wetenschappen, met een voorliefde voor sterrenkunde en taal. Daarnaast zit sport in zijn DNA. In zijn vrije tijd doet Yannick veel aan voetbal en hardlopen.



Plaats een reactie