Forças entre partículas individuais em pastas são responsáveis ​​por seu comportamento reológico. A quantificação direta das forças físicas entre as faces minerais agora é possível com a microscopia de força atômica, graças a trabalhar no IDREAM, um Centro de Pesquisa de Fronteira de Energia (EFRC) fundado pelo Escritório de Ciência do DOE, Ciências Básicas da Energia.

A quantificação das forças entre as faces do cristal permite previsões de comportamentos complexos em sistemas coloidais, como automontagem, agregação, e propriedades reológicas das pastas.

As forças entre os nanocristais são a base para muitos genéricos (por exemplo, agregação / montagem aleatória e reologia) e específica (por exemplo, apego orientado) fenômenos em pastas. O conhecimento detalhado dessas forças em nível molecular é necessário para explicar e prever tais fenômenos macroscópicos. Os pesquisadores agora podem medir diretamente essas forças por meio da microscopia de força atômica (AFM).

Usando métodos de microfabricação, Os cantilevers AFM são modificados para montar pontas de cristais orientadas direcionalmente. Para simular um ambiente de lama, a ponta é colocada acima de um substrato bem caracterizado em uma célula de fluxo, onde a química aquosa do sistema pode ser controlada. Mudanças na força de interação entre a ponta e um substrato são medidas em função das condições químicas. Esta abordagem pode ser usada para anexar virtualmente quaisquer cristais a um cantilever AFM.