Οι φυσικοί δημιουργούν για πρώτη φορά τετράγωνες υγρές σταγόνες
RIA Novosti. Δρώντας σε ένα μείγμα ελαίων χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά πεδία, οι επιστήμονες απέκτησαν δομές σε υγρά που είναι πιο χαρακτηριστικές των στερεών - τετράγωνες και πολυγωνικές σταγόνες, καθώς και μια εμφάνιση κρυσταλλικού πλέγματος. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο περιοδικό Science Advances.
Οι ουσίες που βλέπουμε στην καθημερινή ζωή βρίσκονται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας. Όταν συνδυάζονται δύο διαφορετικά υγρά, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα έρχονται σε μια τέτοια σταθερή θερμοδυναμική κατάσταση - για παράδειγμα, το γάλα διαλύεται εντελώς στον καφέ και το λάδι δεν αναμιγνύεται με το νερό, αλλά επιπλέει στην επιφάνειά του.
Οι φυσικοί του Πανεπιστημίου Aalto στη Φινλανδία αποφάσισαν να δουν πώς θα συμπεριφερθούν τα υγρά αν «σταθεροποιούνταν» σε ασταθή κατάσταση πριν φτάσουν σε θερμοδυναμική ισορροπία.
"Τα πράγματα σε ισορροπία τείνουν να είναι αρκετά βαρετά", δήλωσε ο Jaakko Timonen, επικεφαλής της μελέτης, καθηγητής του Τμήματος Εφαρμοσμένης Φυσικής Jaakko Timonen, σε ένα πανεπιστημιακό δελτίο τύπου. μπορεί να είναι χρήσιμα. Η ίδια η βιολογική ζωή είναι ένα καλό παράδειγμα της πολύπλοκης συμπεριφοράς του ομάδες μορίων που βρίσκονται εκτός θερμοδυναμικής ισορροπίας».
Στην εργασία τους, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν συνδυασμούς ελαίων με διαφορετική αγωγιμότητα και διαπερατότητα.
"Όταν ενεργοποιούμε ένα ηλεκτρικό πεδίο σε ένα τέτοιο μείγμα, ένα ηλεκτρικό φορτίο συσσωρεύεται στη διεπιφάνεια μεταξύ των ελαίων. Αυτή η πυκνότητα φορτίου βγάζει τη διεπαφή από τη θερμοδυναμική ισορροπία και τη μετατρέπει σε ενδιαφέροντες σχηματισμούς", εξηγεί ένας από τους συγγραφείς του άρθρο, Δρ Νίκος Κυριακόπουλος (Νίκος Κυριακόπουλος) .
Ένα δισδιάστατο στρώμα σχηματίστηκε στη διεπιφάνεια μεταξύ των υγρών, στο οποίο οι επιστήμονες κατέγραψαν τον σχηματισμό εντελώς απροσδόκητων σταγόνων και μοτίβων. Μεταβάλλοντας τα χαρακτηριστικά του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου, οι ερευνητές παρήγαγαν σταγονίδια με τη μορφή τετραγώνων ή εξαγώνων, με ευθείες πλευρές, κάτι που δεν είναι δυνατό στη φύση, όπου οι φυσαλίδες και τα σταγονίδια τείνουν να σχηματίζουν σφαίρες. Δύο υγρά θα μπορούσαν επίσης να «αναγκαστούν» να σχηματίσουν αλληλένδετα πλέγματα - μοτίβα δικτύου που εμφανίζονται τακτικά σε στερεά αλλά όχι σε υγρά μείγματα.
Οι συγγραφείς κατάφεραν επίσης να αποκτήσουν αρκετά εξωτικές μορφές, για παράδειγμα, να σχηματίσουν έναν τόρο από υγρά - μια φιγούρα σε σχήμα ντόνατ που διατήρησε το σχήμα της σε όλη την περίοδο εφαρμογής του πεδίου. Υπό κανονικές συνθήκες, όπως γνωρίζετε, ένα τέτοιο ντόνατ θα κατέρρεε αμέσως, αφού το υγρό δεν μπορεί να έχει κενές τρύπες μέσα του. Οι επιστήμονες μπόρεσαν επίσης να τραβήξουν υγρά σε νήματα που κυλίονταν ή περιστρέφονταν γύρω από τον άξονά τους.
«Όλα αυτά τα περίεργα σχήματα δημιουργούνται και διατηρούνται από το γεγονός ότι δεν μπορούν να επιστρέψουν στην ισορροπία λόγω της κίνησης των ηλεκτρικών φορτίων που συσσωρεύονται στη διεπιφάνεια μεταξύ δύο υγρών», εξηγεί ο Geet Raju, ο πρώτος συγγραφέας του άρθρου, ο Geet Raju. μέλος της Δραστικής ουσίας, με επικεφαλής τον καθηγητή Timonen.
Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι για πρώτη φορά κατάφεραν να δημιουργήσουν προσωρινές κατασκευές με ελεγχόμενο και καλά καθορισμένο μέγεθος και σχήμα, οι οποίες μπορούν να «ανοίξουν» και να «σβήσουν» αλλάζοντας την τάση.
Τελευταία τροποποίηση στιςΤετάρτη, 01 Μαρτίου 2023 11:00