Аспірант з Массачусетського університету Ентоні Райх випадково отримав рідину з олії, води та намагнічених частинок нікелю, що постійно відновлює форму.

Зазначається, що Райх мав на меті створити емульсію з олії, води та частинок нікелю, а коли змішав усі компоненти у пробірці, побачив що суміш прийняла зовсім неочікувану форму. Повторні спроби науковця призводили до того самого результату.

За словами співавтора дослідження, професора полімерної науки та інженерії Массачусетського університету Томаса Рассела, це дійсно дивно, оскільки суміш з незмішуваних рідин має повертатись до рівноваги у вигляді емульсії. Зазвичай в емульсії вода та олія утворюють  сферичні краплі, що займають мінімальну площу поверхні. Однак форма, утворена отриманою Райхом сумішшю, кожного разу була схожа на давногрецьку вазу і займала значно більшу форму поверхні на кордоні між водою та олією.

Виявилось, що намагнічені частинки нікелю збільшують міжфазну напругу на кордоні розділу між олією та маслом. Вони розміщуються таким чином, що створюють щось схоже на бар’єр між олією та водою. Під дією сил натягу вони приймають енергетичну форму, яка на вигляд схожа на вазу. І вони утримують її. Струшування лише тимчасово руйнує структуру, яка згодом знову повертається до тієї ж самої форми. 

Хоча другий закон термодинаміки говорить нам, що системи прагнуть до збільшення ентропії, мимовільне виникнення впорядкованої структури не суперечить ніяким законам. Просто у даному випадку домінуючими виявляються сили магнітної взаємодії. Це призводить до того, що система приходить в інший стабільний стан, який до цього ніким не спостерігався.

Наразі науковці не бачать практичного застосування за результатами цього незвичайного дослідження, однак воно дуже важливе для матеріалознавства та фізики рідких середовищ. Воно показує, як незвичайно можуть поводитися системи на нанорівні, і відкриває нові шляхи створення матеріалів із заздалегідь заданими властивостями, наприклад, поверхонь, що самовідновлюються, або революційних шляхів доставки ліків в організм. 

Будинки, що гріють самі себе — реальність? Вчені створили цемент, що генерує електрику з тепла та працює як акумулятор

Результати дослідження були опубліковані у журналі Nature Physics

Джерело: LiveScience