Физики выявили механизм трансформации жидких микрокапель в звездообразные структуры

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Группа физиков под руководством Катрин Килье из Университета Гренобль-Альпы (Франция) и Эли Слоуцкина из Университета Бар-Илан (Израиль) проанализировала поведение микроскопических масляных капель в жидкости с добавлением поверхностно-активного вещества (мыльного раствора). В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, авторы использовали компьютерное моделирование и аналитические расчеты, чтобы объяснить, как капли диаметром в несколько десятков микрометров способны обратимо менять свою геометрию при нагревании и охлаждении.

Иллюстрация к новости.
Иллюстрация к новости.
Автор: ChatGPT Источник: chatgpt.com

Механизм трансформации связан с физическими свойствами поверхности капли. При определенных условиях на границе масла и раствора формируется двумерная (2D) кристаллическая оболочка. Исследование показало, что поверхностное натяжение этой оболочки напрямую зависит от температуры. Стремясь минимизировать поверхностную энергию, капля деформируется. Ранее предполагалось, что смена формы происходит из-за слияния так называемых «дефектов» (точек нарушения кристаллической решетки на вершинах фигуры). Однако новые данные показали, что дефекты остаются неподвижными, а звездообразная форма достигается за счет образования микроскопических складок на поверхности — процесс, схожий с надуванием шестиугольного воздушного шара, на боках которого появляются вмятины.

По словам авторов работы, данный процесс носит полностью обратимый характер: при изменении температуры капля превращается из шестиугольной «подушки» в звезду и обратно. Изучение упругих свойств изогнутых 2D-кристаллов имеет значение для понимания реакций структур на механические напряжения. Исследователи отмечают, что подобные механические ограничения встречаются в биологических системах — например, в клеточных мембранах и белковых оболочках вирусов. В перспективе изученные микрокапли могут послужить моделями для биологических исследований, а также найти применение в разработке новых материалов с заданными оптическими или электронными свойствами.

Источник: Physics

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Для связи: kifloblog@yandex.ru

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как небольшой Тайвань стал мировым центром производства чипов

Компания может разработать процессор, годами продавать его под своим именем и при этом не иметь ни одного завода, способного его изготовить. За производством она обратится к специализированной...

✦ ИИ  Зачем в мороженое добавляют воздух

В шарике мороженого воздуха может быть примерно половина объёма — его вводят туда специально. Пузырьки участвуют в создании привычной лёгкой текстуры, поэтому их присутствие само по себе...

Покадровая съемка электронов впервые показала, как свет вызывает квантовые переходы в графене

Скорость работы современной компьютерной техники уперлась в фундаментальное физическое ограничение. Тактовая частота серийных кремниевых процессоров уже два десятилетия держится на уровне...

Ученые вырастили организм, от которого произошла вся сложная жизнь. Внутри него не оказалось органов

Все живые существа на Земле делятся на две принципиально разные группы.К первой относятся бактерии и археи. Их клетки устроены относительно просто: внутри нет изолированных отсеков, а генетический...

Где в мозге находится сознание и почему ученые десятилетиями искали его не там

В каждую секунду глаза передают в мозг огромный объем зрительной информации, но человек осознает лишь малую ее часть. Остальные сигналы обрабатываются без участия сознания. Чтобы понять, чем...