Ssylka

Жидкость, восстанавливающая форму: нарушение законов термодинамики

В Университете Массачусетса в Амхерсте аспирант Энтони Райх сделал неожиданное открытие: жидкость, которая после встряхивания принимает форму, напоминающую древнегреческий сосуд — урну. Это явление противоречит классическим законам термодинамики, согласно которым жидкие смеси стремятся к минимизации поверхности.
Жидкость, восстанавливающая форму: нарушение законов термодинамики
Изображение носит иллюстративный характер

Смесь, исследуемая Райхом, состоит из масла, воды и магнитных частиц никеля. Эксперимент заключался в том, что ученый встряхивал смесь в пробирке, ожидая, что компоненты разделятся на слои — масло сверху, вода снизу, как это обычно происходит. Однако смесь формировала стабильную эмульсию, сохраняющую форму греческой вазы, даже после многократных встряхиваний.

Томас Расселл, профессор полимерной науки и инженерии в том же университете и соавтор исследования, отметил: «Такое поведение противоречит обычным термодинамическим ожиданиям, поскольку форма с большим поверхностным пространством должна быть менее стабильной». Обычно жидкости принимают сферическую форму, чтобы минимизировать площадь поверхности и тем самым снизить энергию системы.

Ключевую роль в формировании необычной формы играют магнитные диполи, возникающие между частицами никеля. Их взаимодействие создает силы, которые влияют на распределение компонентов и стабилизируют нестандартную форму эмульсии. Таким образом, несмотря на кажущееся нарушение законов термодинамики, в данном случае они применяются иначе из-за сложных взаимодействий на микроуровне.

Результаты исследования были опубликованы 4 апреля в журнале Nature Physics. Работа Энтони Райха и Томаса Расселла открывает новые горизонты в понимании поведения сложных жидких систем и может иметь практическое значение для создания материалов с программируемыми формами.

Это открытие связано с более широкими научными усилиями по управлению свойствами жидкостей и материалов. Ранее ученые уже добивались прогресса в производстве топлива из воды и солнечного света, а также решали загадки ядерного синтеза с помощью необычных методов, например, используя майонез.

Таким образом, новое исследование демонстрирует, как сложное взаимодействие магнитных частиц в жидких смесях способно создавать устойчивые структуры, которые ранее считались невозможными, и расширяет понимание фундаментальных физических процессов.


Новое на сайте

16934Уязвимость нулевого дня в SonicWall VPN стала оружием группировки Akira 16933Может ли государственный фонд единолично решать судьбу американской науки? 16932Способна ли филантропия блогеров решить мировой водный кризис? 16931Взлом через промпт: как AI-редактор Cursor превращали в оружие 16930Мог ли древний кризис заставить людей хоронить мертвых в печах с собаками? 16929Какие наушники Bose выбрать на распродаже: для полной изоляции или контроля над... 16928Может ли искусство напрямую очищать экосистемы от вредителей? 16927Вирусное наследие в геноме человека оказалось ключевым регулятором генов 16926Рекордные оазисы жизни обнаружены в бездне океанских траншей 16925Крах прогнозов UnitedHealth на фоне растущих издержек и трагедий 16924Формула ясного ума: доказанный способ замедлить когнитивное старение 16923Действительно ли ощущения тепла и прохлады идут в мозг разными путями? 16922Гражданские права как инструмент холодной войны 16921Премиальное белье Duluth Trading Co. со скидкой более 50% 16920Сделает ли запрет на пищевые красители школьные обеды по-настояшему здоровыми?