Вчені знайшли емульсію, яка формує «амфору»

Дослідники зі США виявили «рідину, що відновлює форму», яка суперечить низці класичних уявлень, заснованих на законах термодинаміки. Вона складається з води, олії та намагнічених частинок нікелю. Аспірант Ентоні Райх (Anthony Raykh) змішував у лабораторії воду, олію та намагнічені частки нікелю.

«За допомогою магнітних частинок можна створювати цікаві матеріали з корисними властивостями», — пояснює Райх.

Він струснув суміш і побачив, як вона формує акуратну форму амфори. Як сильно він не струшував склад, форма поверталася знову і знову. Він подумав, що над ним пожартували колеги і вирушив зі зразком по кабінетах викладачів і питав, чи розуміють вони, що відбувається. Ніхто не знав. Але знахідкою зацікавилися професори Томас Рассел (Thomas Russell) і Девід Хоагленд (David Hoagland).

Команда провела серію експериментів та залучила до дослідження колег з Тафтського університету (США) та Сіракузького університету (США), які допомогли побудувати математичні моделі того, що відбувається. Спільна робота показала, що пояснити ефект, що спостерігається, можна через магнітну взаємодію — але тільки у разі сильної намагніченості частинок.

Якщо уважно розглянути наночастки намагніченого нікелю, які розташовуються на межі між маслом і водою, можна отримати дуже точну інформацію про те, як з них утворюються різні форми. Зазвичай з олії, води та частинок виходить емульсія, така як майонез. Частинки, додані в суміш води та олії, зменшують поверхневий натяг між рідинами, полегшуючи їхнє змішання. Але якщо частки досить сильно намагнічені, вони, навпаки, збільшують міжфазний натяг і згинають межу між рідинами, формуючи витончену криву.

Вчені описали у статті суміш олії, води та намагнічених частинок, яка після струшування завжди швидко розділяється, формуючи вигнуті лінії, що нагадують класичні обриси давньогрецької вази. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Physics. Хоча практичного застосування у нового ефекту поки немає, вчені вважають, що відкриття Райха може вплинути на розвиток фізики м’якої матерії. Емульгування лежить в основі безлічі технологій та застосувань, набагато ширших, ніж приготування соусів.