{"id":27140,"date":"2026-10-09T17:31:04","date_gmt":"2026-10-09T15:31:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/jesse-steenhoff\/"},"modified":"2026-10-31T11:38:03","modified_gmt":"2026-10-31T10:38:03","slug":"jesse-steenhoff","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/jesse-steenhoff\/","title":{"rendered":"Jesse Steenhoff"},"content":{"rendered":"","protected":true},"featured_media":27141,"template":"","meta":{"_acf_changed":false},"university_us_portfolio":[25],"class_list":["post-27140","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","university_us_portfolio-universiteit-utrecht"],"acf":{"main_text":"","naam_van_het_proefschift":"Solvent-Mediated Phase Separation for Bicontinuous Particle-Stabilised Emulsions","samenvatting":"Het verband tussen de vormingsdynamiek en de structurele kenmerken van STrIPS-bijels is nog onvoldoende duidelijk. Dit proefschrift heeft als hoofddoel dit verband op te helderen. Daarbij worden uitdagingen rond de vorming van STrIPS-bijels behandeld en fundamentele concepten over het gedrag en de zelforganisatie van nanodeeltjes in ontmengende vloeistoffen gekoppeld aan praktische vragen over het beheersen van de structuur van zachte materialen.\n\nEen uitdaging is de beperkte mogelijkheid tot in situ waarneming tijdens STrIPS. Hierdoor wordt de structuur van de resulterende bijel vaak uitsluitend ge\u00efnterpreteerd aan de hand van de samenstelling van het oorspronkelijke mengsel en de veronderstelde vormingsdynamiek. Computersimulaties zouden dit hiaat kunnen opvullen, maar de gebruikelijke methoden zijn nauwelijks bruikbaar om de uiteenlopende afstands- en tijdschalen van STrIPS gelijktijdig te beschrijven. Op de macroscopische schaal waarop oplosmiddeldiffusie en fasescheiding plaatsvinden, zou de simulatie bovendien miljarden nanodeeltjes gedurende enkele seconden moeten volgen, wat onpraktisch veel rekenkracht vereist.\n\nHoofdstuk 2 biedt een oplossing door een nieuwe faseveldmethode te introduceren voor het simuleren van de vorming van STrIPS-bijels. Het STrIPS-proces kan binnen een faseveldraamwerk nauwkeurig worden weergegeven door de diffusie van het oplosmiddel en de daarmee gepaard gaande fasescheiding afzonderlijk te modelleren. Bovendien fungeert de grensvlakspanning tussen de niet-mengbare vloeistoffen als effectieve vervanger voor de nanodeeltjes om de fasescheiding te stoppen. Zo bootsen faseveldsimulaties het effect van individuele nanodeeltjes na en blijven ze rekenkundig effici\u00ebnt. De resultaten kwamen uitstekend overeen met de experimentele bevindingen en maakten het mogelijk de vorming van specifieke structurele kenmerken, zoals het karakteristieke gradi\u00ebnt in kanaalgrootte, te relateren aan de relatieve dynamiek van oplosmiddeldiffusie en fasescheiding.\n\nHet doet meer recht aan de aard van bijels om de nanodeeltjes directer mee te nemen in simulaties dan aan de hand van de grensvlakspanning. Daarom wordt in Hoofdstuk 3 een algemeen faseveldraamwerk gepresenteerd voor de vorming van grootschalige, door deeltjes gestabiliseerde emulsies. In plaats van de interacties tussen individuele nanodeeltjes expliciet te berekenen, beschouwt het model hun collectieve gedrag op continu\u00fcmniveau. Door het faseveldmodel voor STrIPS te combineren met dit raamwerk wordt de invloed van het nanodeeltjesgehalte op de structuur van STrIPS-bijels onderzocht. Een hoger nanodeeltjesgehalte leidt tot gemiddeld kleinere vloeistofkanalen in de gehele STrIPS-bijel.\n\nIn Hoofdstuk 4 wordt deze relatie verder verduidelijkt aan de hand van experimenten. Er zijn STrIPS-bijelfilms geproduceerd op een vast substraat met vari\u00ebrende hoeveelheden nanodeeltjes. Met confocale microscopie zijn vervolgens profielen bepaald van de karakteristieke kanaalgrootte over de filmdiepte. De profielen hingen sterk af van de hoeveelheid nanodeeltjes en kwamen kwalitatief overeen met de faseveldsimulaties. De vastgestelde schaling tussen de gewichtsfractie van de nanodeeltjes en de karakteristieke kanaalgrootte van STrIPS-bijels week echter af van de verwachtingen voor standaard, door deeltjes gestabiliseerde emulsies. Een uitgebreider theoretisch model, dat rekening houdt met de vorming van meerdere deeltjeslagen op het grensvlak alsmede met een beperkte hechtingseffici\u00ebntie van de nanodeeltjes, verklaarde deze afwijking.\n\nTen slotte behandelt Hoofdstuk 5 substraatgestuurde fasescheiding tijdens het fabriceren van STrIPS-bijelfilms. De oppervlakte-eigenschappen van het substraat be\u00efnvloeden de fasescheiding wanneer een van de vloeistoffen het substraat preferentieel bevochtigt, met gevolgen voor de structuur en het hechtingsgedrag van de film. Deze oppervlaktegestuurde fasescheiding werd onderzocht met faseveldsimulaties en experimentele STrIPS-bijels. Daarbij werd de vorming van laminaire vloeistoflagen op het grensvlak tussen substraat en bijel aangetoond. Hun structuur en samenstelling konden worden aangepast door de substraateigenschappen te vari\u00ebren. Naarmate de oppervlakken hydrofieler werden, werden de vloeistoflagen laminairder en rijker aan water.","summary":"The relationship between formation dynamics and the structural characteristics of STrIPS bijels is not yet sufficiently clear. The main objective of this thesis is to clarify this relationship. In doing so, challenges surrounding the formation of STrIPS bijels are addressed, and fundamental concepts regarding the behavior and self-organization of nanoparticles in phase-separating liquids are linked to practical questions about controlling the structure of soft materials.\n\nOne challenge is the limited possibility for in situ observation during STrIPS. As a result, the structure of the resulting bijel is often interpreted solely based on the composition of the initial mixture and the assumed formation dynamics. Computer simulations could fill this gap, but conventional methods are hardly usable to simultaneously describe the diverse distance and time scales of STrIPS. On the macroscopic scale at which solvent diffusion and phase separation occur, the simulation would moreover have to track billions of nanoparticles over several seconds, which requires impractically high computational power.\n\nChapter 2 offers a solution by introducing a new phase-field method for simulating the formation of STrIPS bijels. Within a phase-field framework, the STrIPS process can be accurately represented by separately modeling the diffusion of the solvent and the associated phase separation. Furthermore, the interfacial tension between the immiscible liquids acts as an effective substitute for the nanoparticles to stop phase separation. In this way, phase-field simulations mimic the effect of individual nanoparticles while remaining computationally efficient. The results showed excellent agreement with experimental findings and allowed for relating the formation of specific structural features, such as the characteristic gradient in channel size, to the relative dynamics of solvent diffusion and phase separation.\n\nIt does more justice to the nature of bijels to include the nanoparticles more directly in simulations rather than solely via interfacial tension. Therefore, Chapter 3 presents a general phase-field framework for the formation of large-scale, particle-stabilized emulsions. Instead of explicitly calculating the interactions between individual nanoparticles, the model considers their collective behavior at a continuum level. By combining the phase-field model for STrIPS with this framework, the influence of nanoparticle content on the structure of STrIPS bijels is investigated. A higher nanoparticle content leads to on average smaller liquid channels throughout the STrIPS bijel.\n\nIn Chapter 4, this relationship is further clarified through experiments. STrIPS bijel films were produced on a solid substrate with varying amounts of nanoparticles. Confocal microscopy was then used to determine profiles of the characteristic channel size over the film depth. The profiles depended strongly on the amount of nanoparticles and showed qualitative agreement with the phase-field simulations. The established scaling between the weight fraction of the nanoparticles and the characteristic channel size of STrIPS bijels, however, deviated from the expectations for standard particle-stabilized emulsions. A more extensive theoretical model, accounting for the formation of multiple particle layers at the interface as well as a limited attachment efficiency of the nanoparticles, explained this deviation.\n\nFinally, Chapter 5 addresses substrate-directed phase separation during the fabrication of STrIPS bijel films. The surface properties of the substrate influence phase separation when one of the liquids preferentially wets the substrate, with consequences for the structure and adhesion behavior of the film. This surface-directed phase separation was investigated using phase-field simulations and experimental STrIPS bijels. The formation of laminar liquid layers at the interface between the substrate and the bijel was demonstrated. Their structure and composition could be adjusted by varying the substrate properties. As the surfaces became more hydrophilic, the liquid layers became more laminar and richer in water.","auteur":"Jesse Steenhoff","auteur_slug":"jesse-steenhoff","publicatiedatum":"10 november 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/jessesteenhoff?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/aee0f345-d915-4ad9-bd8d-cabf4b92f890\/highres","url_epub":"","ordernummer":"19734","isbn":"","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Universiteit Utrecht","afbeeldingen":27141,"video_url":"","podcast_url":"","naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Universiteit Utrecht","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/27140","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/27141"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=27140"}],"wp:term":[{"taxonomy":"university_us_portfolio","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/university_us_portfolio?post=27140"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}