Нове відкриття у фізиці: рідина, що відновлює свою форму
Вчені з університету штату Массачусетс зробили вражаюче відкриття, яке переосмислює основи фізики: вони винайшли «рідина, що відновлює свою форму» — унікальну суміш олії, води та намагнічених частинок нікелю. Ця суміш після струшування завжди приймає елегантну форму, подібну до давньогрецької вази, а це ставить під сумнів стійкість традиційних термодинамічних законів.
Результати дослідження були опубліковані у рецензованому науковому журналі Nature Physics. Аспірант Ентоні Райх, що працює над цим дослідженням, експериментував з емульсією — сумішшю олії та води, зазвичай стабілізованою за рахунок додавання частинок, які знижують напруження на границі між рідинами. У цьому випадку Райх вирішив експериментувати з намагніченими частинками нікелю, щоб перевірити їхню здатність впливати на матеріал. Результати перевершили очікування: замість простої змішування, рідина самоорганізувалася у форму урни, з якою вона поверталася навіть після значного механічного впливу.
«Коли я струшував суміш, вона несподівано формувала цю красиву урну, і продовжувала це робити, незважаючи на всі мої спроби її зруйнувати», — зазначає Райх.
Згідно з теорією термодинаміки, в таких сумішах, як олія і вода, тверді частинки зазвичай знижують поверхневе натягнення, що веде до більшої стабільності системи. Проте, у випадку з новим відкриттям, сильний магнетизм частинок нікелю надає їй чітку форму, що по суті є аномальним процесом — це нагадує ситуацію, коли вода в склянці самостійно перетворюється на кубик льоду без замерзання.
Дослідники з Массачусетса, а також колеги з університетів Тафтса та Сиракуз підтвердили це відкриття через серію експериментів та комп’ютерних моделей. Це відкриття може суттєво змінити підходи у вивченні фізики м’яких матеріалів, що вивчає гнучкі речовини, такі як рідини й гелі. Наприклад, ця рідина може надихнути на створення нових технологій, які дозволять матеріалам самостійно формувати необхідні структурні форми.
Наразі науковці поки не знають, як саме можна використовувати цю знахідку на практиці. Проте вже діє незаперечний потенціал — від розумних покриттів до нанороботів, що можуть змінювати свою форму відповідно до потреб.
«Коли ви стикаєтеся з явищем, яке суперечить вашим очікуванням, ви повинні його досліджувати», — підкреслив професор Томас Рассел, висловлюючи надію на подальші дослідження у цій незвичайній області.
Експерти вважають, що ця знахідка може стати основою для нових технологічних проривів у різних галузях, пропонуючи безліч можливостей у сфері матеріалознавства та нанотехнологій. Інновації, пов’язані з самоорганізації рідин, можуть стати важливим кроком у розвитку нових функціональних та адаптивних матеріалів, які значно перевершують традиційні рішення.
