ENGINEERINGNET.BE - "Als de koeling heel snel gaat, kan in sommige gevallen een vloeistof in vloeibare toestand blijven, zelfs als de temperatuur onder het normale vriespunt ligt," aldus Corentin Laudicina, promovendus aan TU Eindhoven.
"Het gevolg hiervan is dat de vloeistof unieke eigenschappen heeft die nuttig kunnen zijn voor diverse industriële toepassingen, van duurzame kunststoffen tot hightech optische materialen."
Omdat onderkoelde vloeistoffen zo'n breed toepassingsgebied hebben, is het belangrijk om beter te begrijpen hoe de moleculen in onderkoelde vloeistoffen elkaar beïnvloeden. Deze interacties kunnen de algemene vloeistofeigenschappen namelijk aanzienlijk beïnvloeden.
De meeste studies richten zich tot nu toe alleen op de structurele correlaties tussen twee moleculen, en slechts een handjevol onderzoekers heeft geprobeerd om ook naar correlaties tussen drie moleculen te kijken.
De onderzoekers van TU Eindhoven zijn nog een stap verder gegaan: als eerste kijken ze ook naar de structurele correlaties tussen vier moleculen.
Laudicina: "Er is weinig verschil tussen correlaties tussen twee of drie moleculen voor onderkoelde vloeistoffen, maar de correlaties tussen vier moleculen onthullen structuren die nog niet eerder zijn gezien."
Het werk stelde de onderzoekers voor verschillende uitdagingen. "De wiskundige afleidingen waren vrij lang en technisch," zegt Laudicina. "In de vergelijkingen hadden we te maken met tientallen tot honderden termen, dus het was een interessante uitdaging om te verifiëren of dit correct was," aldus mede-onderzoeker Ilian Pihlajamaa.
Om de correlatiefuncties tussen vier moleculen te kunnen meten, hadden de onderzoekers bovendien veel data nodig. "We gebruikten geavanceerde computerprogramma’s op meerdere krachtige computers om onze intern ontwikkelde code uit te voeren," zegt Pihlajamaa.
Het diepere inzicht in de structuur van onderkoelde vloeistoffen kan de weg vrijmaken voor nieuwe materialen die toegepast kunnen worden in materiaaltechnologie, fabricageprocessen, chemische technologie en het ontwerp van energieopslagsystemen.
De promovendi zijn bij hun onderzoek begeleid door Liesbeth Janssen en Chengjie Luo van het Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization in Göttingen.
