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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка