• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
06.04.2025, 10:11
Evgenia Vavilova
4,3 тыс

Физики нашли эмульсию, формирующую «амфору»

❋ 4.1

Исследователи из США обнаружили «жидкость, восстанавливающую форму», которая противоречит ряду классических представлений, основанных на законах термодинамики. Она состоит из воды, масло и намагниченных частиц никеля.

Физики нашли эмульсию, формирующую «амфору» – иллюстрация к материалу на Naked Science
Выпадающая из эмульсии «амфора» / © Anthony Raykh/UMass Amherst

Аспирант Энтони Райх (Anthony Raykh) смешивал в лаборатории воду, масло и намагниченные частицы никеля. «С помощью магнитных частиц можно создавать интересные материалы с полезными свойствами», — поясняет Райх. Он встряхнул смесь — и увидел, как она формирует аккуратную форму амфоры. Как сильно он ни встряхивал состав, форма возвращалась снова и снова.

Он подумал, что над ним подшутили коллеги и отправился с образцом по кабинетам преподавателей и спрашивал, понимают ли они, что происходит. Никто не знал. Но находкой заинтересовались профессора Томас Рассел (Thomas Russell) и Дэвид Хоагленд (David Hoagland).

Команда провела серию экспериментов и привлекла к исследованию коллег из Тафтского университета (США) и Сиракузского университета (США), которые помогли построить математические модели происходящего. Совместная работа показала, что объяснить наблюдаемый эффект можно через магнитное взаимодействие — но только в случае сильной намагниченности частиц.

Если внимательно рассмотреть наночастицы намагниченного никеля, которые располагаются на границе между маслом и водой, можно получить очень точную информацию о том, как из них образуются различные формы. В этом случае частицы настолько сильно намагничены, что их сборка нарушает обычный процесс эмульгирования, описанный термодинамикой.

Обычно из масла, воды и частиц получается эмульсия, такая как майонез. Частицы, добавленные в смесь воды и масла, уменьшают поверхностное натяжение между жидкостями, облегчая их смешение. Но если частицы достаточно сильно намагничены, они, наоборот, увеличивают межфазное натяжение и изгибают границу между жидкостями, формируя изящную кривую.

Обычное и открытое учеными поведение эмульсии / © UMass Amherst

Ученые описали в статье смесь масла, воды и намагниченных частиц, которая после встряхивания всегда быстро разделяется, формируя изогнутые линии, напоминающие классические очертания древнегреческой вазы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.

Хотя практического применения у нового эффекта пока нет,ученые считают, что открытие Райха может оказать влияние на развитие физики мягкой материи. Эмульгирование лежит в основе множества технологий и применений, гораздо более широких, чем приготовление соусов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
6 февраля, 10:11
Александр Березин

В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».

6 февраля, 16:16
Александр Березин

Группа ученых представила расчеты, по которым события в центре Млечного Пути можно объяснить без черной дыры. Правда, с физической точки зрения новое объяснение существенно более экзотично — настолько, что возникает вопрос о его соответствии бритве Оккама.

6 февраля, 16:36
ФизТех

Ученые из МФТИ, НИУ ВШЭ и ОИВТ РАН показали, что жидкость может перейти в стеклообразное состояние под действием давления. Эта работа не только раскрывает механизм перехода, заполняя пробелы в фундаментальных вопросах физики, но и предлагает подход, с высокой точностью моделирующий поведение материалов в экстремальных условиях.

6 февраля, 10:11
Александр Березин

В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».

5 февраля, 13:02
СГМУ им. В.И. Разумовского

Специалисты УКБ №1 имени С.Р. Миротворцева СГМУ имени В.И. Разумовского провели успешное эндоскопическое удаление крупного кровоточащего новообразования толстой кишки у ребенка без разреза, через просвет кишки.

2 февраля, 16:13
Губкинский университет

Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина и Института проблем управления имени В.А. Трапезникова РАН (ИПУ РАН) создали технологию экспресс-анализа качества природного газа. Впервые для этих целей была разработана нейросеть, что позволило определить показатели качества пробы в режиме реального времени за несколько секунд вместо 20-40 минут традиционным способом — с помощью газовой хроматографии.

12 января, 15:39
Александр Березин

От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.

28 января, 10:50
Игорь Байдов

Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.

26 января, 14:26
Александр Березин

Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно