Olyan folyadékot alkottak kutatók, amely képes visszanyerni az alakját
A kutatók felfedeztek egy olyan folyadékot, amely képes visszanyerni az alakját, ezzel dacolva a termodinamika törvényeivel. A folyadék olajból, vízből és mágneses részecskékből áll, és egy kancsóra emlékeztető formát vesz fel.
Anthony Raykh, a Massachusetts Amherst-i Egyetem hallgatója egy üvegcsében lévő olaj, víz és nikkel részecskék keverékét tanulmányozta, és ekkor fedezte fel a szokatlan anyagot.
Elmondása szerint megrázta a fiolát, hogy emulziót – vagyis egymással csak nagyon korlátozottan elegyedő folyadék keveréke – hozzon létre. De ahelyett, hogy tiszta felső és alsó részre vált volna szét, a keverék egy furcsa alakot vett fel. És Raykh valahányszor megrázta az üvegcsét, a folyadék mindig ugyanezt az alakot vette fel.
Thomas Russel, a Massachusetts Amherst Egyetem professzora és a tanulmány társszerzője a Live Science-nek elmondta, hogy az eredmények még őket is nagyon meglepték. Elmagyarázta, hogy ez azért furcsa, mert jellemzően amikor egy nem keveredő folyadékok keveréke az emulzió előtt visszatér az egyensúlyi állapotba, akkor a határfelületet, vagyis a két folyadék közötti határfelületet minimalizálni akarják.
Ezt a határfelület minimalizálására irányuló tendenciát a termodinamika törvényei szabályozzák, amelyek leírják, hogy a hőmérséklet, a hő, a munka és az energia hogyan függ össze a fizikai rendszerekben.
Az olaj és víz tipikus emulzióiban a folyadékok gömb alakú cseppeket alkotnak, amelyeknek minimális a felülete. Ehhez képest a görög urnaforma nagyobb felülettel rendelkezik. Ez a nagyobb felület, amely látszólag ellentmond a természet törvényeinek, zavarba ejtette a kutatókat.
Russel kifejtette, hogy miután megvizsgálták ezt a furcsa viselkedést, azt találták, hogy a nikkel részecskék közötti kölcsönhatások „átvették az irányítást”, és létrehozták azt, ami a termodinamika törvényeinek megsértésének tűnt. A részecskék mágneses dipólusokat hoztak létre, egy olyan jelenséget, amikor a mágneses pólusaik vonzzák egymást, „láncokból álló” mezőt hozva létre a folyadék felületén. Ez a kölcsönhatás megzavarja az emulzió szétválását.
Bár Russell szerint a kutatók Raykh-hoz hasonlóan korábban is vizsgálták a részecskék olaj és víz keverékekben történő szétválását, senki más nem végzett hasonló kísérletet, így más kutatók sem figyelték meg, illetve nem számoltak be a folyadék kancsó formájánál tapasztalt magasabb határfelületi energiáról.
Bár első pillantásra úgy tűnik, hogy ez a keverék szembemegy a termodinamika törvényeivel, Russell tisztázta, hogy ez csak egy furcsa esetük. A tudósok rájöttek, hogy a részecskék mágneses interferenciája szerepet játszott, mivel annak hatása magasabb határfelületi energiát hozott létre, ami a nagyobb felület-formát eredményezte.
Russel elmondta továbbá, hogy a termodinamika törvényei pedig általában a rendszerek egészére vonatkoznak, nem pedig az egyes részecskék közötti kölcsönhatásokra.
Érdemes elolvasni:
