Isotropic–nematic phase transition in aqueous sepiolite suspensions

Woolston, Phillip; Duijneveldt, Jeroen S. van

doi:10.1016/j.jcis.2014.09.014

Cited by 16 publications

(19 citation statements)

References 37 publications

(39 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…4c) and the texture observed closely matches the texture seen for aqueous nematic sepiolite (see also Ref. 6 ). The middle phase has more plates present (Fig.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 81%

See 1 more Smart Citation

Three-Phase Coexistence in Colloidal Rod–Plate Mixtures

Woolston

Duijneveldt

2015

Langmuir

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Aqueous suspensions of clay particles, such as montmorillonite (MMT) platelets and sepiolite (Sep) rods, tend to form gels at concentrations around 1 vol %. For Sep rods, adsorbing sodium polyacrylate to the surface allows for an isotropic-nematic phase separation to be seen instead. Here, MMT is added to such Sep suspensions, resulting in a complex phase behavior. Across a range of clay concentrations, separation into three phases is observed: a lower, nematic phase dominated by Sep rods, a MMT-rich middle layer, which is weakly birefringent and probably a gel, and a dilute top phase. Analysis of phase volumes suggests that the middle layer may contain as much as 6 vol % MMT.

show abstract

“…4c) and the texture observed closely matches the texture seen for aqueous nematic sepiolite (see also Ref. 6 ). The middle phase has more plates present (Fig.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 81%

“…6 Similarly, it is possible to modify interactions between MMT platelets by adsorbing surfactants. Whilst this was found to increase the concentration at which a gel was formed, a nematic MMT phase remains elusive.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Three-Phase Coexistence in Colloidal Rod–Plate Mixtures

Woolston

Duijneveldt

2015

Langmuir

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…[6][7][8][9][10][11][12][13][14] These charged clay nanosheets exhibit a wide variety of states (isotropic sols, liquid-crystal phases, repulsive and attractive arrested phases, flocs and aggregated sediments) depending not only on the size of the clay particles or the effect of charge location, but also on the ionic strength IS of the solution ( ∑ , where the sum performed over all types 'i' of ions of the solution, with concentration ci and with charge zi, is simply equal to the concentration of monovalent ions here), the valence and hydration properties of ions in the suspension. [15][16][17][18][19][20] Compared to this large body of literature, there is surprisingly few works dealing with the colloidal stability of one-dimensional clay particles such as sepiolite nanorods 21 or halloysite nanotubes. 22 It might be related to the challenges of stabilizing in aqueous media this type of anisometric objects that remain stable for only few hours.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Colloidal Stability of Imogolite Nanotube Dispersions: A Phase Diagram Study

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

In this article, we revisit the colloidal stability of clay imogolite nanotubes by studying the effect of electrostatic interactions on geo-inspired synthetic nanotubes in aqueous dispersions. The nanotubes in question are double-walled aluminogermanate imogolite nanotubes (Ge-DWINTs) with a well-defined diameter (4.3 nm) and with an aspect ratio around 4. Surface charge properties are assessed by electrophoretic measurements, revealing that the outer surfaces of Ge-DWINT are positively charged up to high pH values. A series of Ge-DWINT dispersions have been prepared by osmotic stress to control both the ionic strength of the dispersion and the volume fraction in nanotubes. Optical observations coupled to small and wide-angle X-ray scattering (SAXS/WAXS) experiments allow us to unravel different nanotube organizations. At low ionic strength (IS < 10–2 mol L–1), Ge-DWINTs are fully dispersed in water while they form an arrested gel phase above a given concentration threshold, which shifts toward higher volume fraction with increasing ionic strength. The swelling law, derived from the evolution of the mean intertube distance as a function of the nanotube concentration, evidences a transition from isotropic swelling at low volume fractions to one-dimensional swelling at higher volume fractions. These results show that the colloidal stability of Ge-DWINT is driven by repulsive interactions for ionic strengths lower than 10–2 mol L–1. By contrast, higher salt concentrations lead to attractive interactions that destabilize the colloid suspension, inducing nanotube coagulation into larger structures that settle over time or form opaque gels. Detailed simulations of the WAXS diagram reveal that aggregates are mainly formed by an isotropic distribution of small bundles (less than four nanotubes) in which the nanotubes organized themselves in parallel orientation. Altogether, these measurements allow us to give the first overview of the phase diagram of colloidal dispersions based on geo-inspired imogolite-like nanotubes.

show abstract

“…Совсем недавно было показано [47], что дис-персия еще одной глины -сепиолита -проявляет ЖК-свойства. Сепиолит Mg 4 (Si 6 O 15 )(OH) 2 6H 2 O слоистый минерал, состоящий из тетрагональных селикатных слоев, связанных с октаэдрическими слоями, содержащими магний.…”

Section: глиныunclassified

Advances in the Study of Inorganic Lyotropic Liquid Crystals

Sonin¹,

Churochkina²,

Kaznacheev³

et al. 2016

Liq. Cryst. and their Appl.

View full text Add to dashboard Cite

)  ВведениеМожно считать, что неорганические лио-тропные жидкие кристаллы (ЖК) были открыты в 1925 г., когда Г. Цохер обнаружил, что водные дисперсии пятиокиси ванадия обладают двупре-ломлением и образуют тактоиды. Вскоре мезофазы были обнаружены и в дисперсиях других неорга-нических соединений. Однако на фоне ЖК-бума середины 60-70-х гг. о них совершенно забыли.Интерес к этим экзотическим мезофазам не-ожиданно возник в середине 90-х гг. Их получени-ем и изучением занимаются крупнейшие универ-ситеты и фирмы; литература, им посвященная, на-считывает сотни статей (см., например, обзоры [1][2][3][4][5][6][7]). Их стали называть по-разному: «минеральные ЖК-полимеры», «коллоидные ЖК на основе мине-ральных молекул», просто «коллоидные ЖК», «минеральные ЖК».Естественно, возникает вопрос, в чем причи-на такого бурного интереса к этим экзотическим мезофазам? Главная причина -мировой «нано-бум». Разработка методов получения наночастиц привела к необходимости получения упорядочен-ных наноструктур. Это стало возможным в различ-ных дисперсиях, где, как оказалось, они образуют ЖК-мезофазы. Эти мезофазы стали интенсивно изу-чать, учитывая при этом специфику ЖК-свойств.Настоящий обзор посвящен анализу совре-менного состояния этой области ЖК-науки. Будут подробно рассмотрены способы получения, струк-туры и физические свойства дисперсных мезофаз, причем главное внимание обращено на специфиче-ские ЖК-свойства, такие как фазовые переходы, уп-ругости, влияние электрических и магнитных полей. Нематики Пятиокись ванадияКоллоидные растворы V 2 О 5 давно и широко исследованы вне связи с их ЖК-свойствами [8]. Было показано, что в зависимости от концентра-ции V 2 О 5 коллоидный раствор проявляет свойства или золя, или геля. Разбавленные растворы с кон-центрацией менее 0,09 моль/л являются изотроп-ными, с концентрацией более 0,13 моль/л -это нематики. Двухфазная область найдена при про-межуточной концентрации. И, наконец, переход золя в гель происходит при концентрации 0,2 моль/л. Способы получения золей и гелей V 2 O 5 чрез-вычайно разнообразны. Но, несмотря на большое число методов наиболее надежными остаются ме-тоды, основанные на гидролизе и конденсации ва-надатов, таких как ванадат аммония и др. Дис-персной фазой в золе и геле являются частицы ромбического монокристалла V 2 О 5, толщина кото-рого равна 8,8 Å. Эти частицы и формируют структуру коллоидных частиц [9].В большинстве случаев свежеприготовлен-ные золи V 2 О 5 оптически изотропны. Частицы та-ких золей аморфны и имеют размер до 100 Å. В процессе старения частицы золя достигают неко-торой критической величины, возникает двупре-ломление и в препарате образуются характерные текстуры.И гели, и золи V 2 О 5 образуют мезофазы [10]. На рис. 1 приведена типичная текстура золя нема-тика с дисклинациями ± ½.Рис. 1. Текстура золя V 2 O 5 в плоском капилляре. Поляризованный свет [10]Гель V 2 О 5 является атермическим. Он оста-ется нематическим до температуры 200 С, при которой разлагается. Нематический зол...

show abstract

Isotropic–nematic phase transition in aqueous sepiolite suspensions

Cited by 16 publications

References 37 publications

Three-Phase Coexistence in Colloidal Rod–Plate Mixtures

Three-Phase Coexistence in Colloidal Rod–Plate Mixtures

Colloidal Stability of Imogolite Nanotube Dispersions: A Phase Diagram Study

Advances in the Study of Inorganic Lyotropic Liquid Crystals

Contact Info

Product

Resources

About