Ученые Массачусетского университета открыли уникальную «жидкость-восстановитель формы», ставящую под сомнение традиционные законы физики
Недавнее открытие группы ученых из Массачусетского университета в Амхерсте может революционизировать наше понимание физики и привести к новым технологическим достижениям. Исследование, опубликованное в авторитетном журнале Nature Physics, описывает «жидкость, восстанавливающую форму» — смесь масла, воды и намагниченных частиц никеля, которая после встряхивания всегда принимает форму, напоминающую урну, характерную для древнегреческого искусства.
Аспирант Энтони Райх провел серию экспериментов с этим необычным веществом. Он использовал эмульсию, в которой масло и вода соединяются, как в популярной заправке для салатов. Однако вместо стандартных добавок, таких как специи для смешивания, Райх включил намагниченные никелевые частицы, чтобы изучить их влияние на структуру смеси. Результат оказался неожиданным: при встряхивании жидкость не просто смешивалась, но и самаорганизовывалась в устойчивую урну, возвращаясь к этой форме даже под воздействием значительных усилий.
«Когда я встряхнул смесь, она неожиданно приняла изящную форму урны, и продолжала возвращаться к ней, невзирая на все попытки разрушить это состояние,» — поделился своими впечатлениями Райх.
Выводы исследователей ставят под сомнение следствия термодинамики — науки о поведении энергии и материи. Обычно в системах, подобных данной, частицы снижают натяжение между жидкостями, способствуя их смешиванию. Однако в этом случае выраженный магнетизм никеля значительно увеличивает натяжение, позволяя смеси сохранять четкие формы. Это можно охарактеризовать как способность воды самоорганизовываться в кубики льда, не подвергаясь замораживанию.
Совместные исследования с учеными из университетов Тафтса и Сиракуз подтвердили эффекты, наблюдаемые в экспериментах, с помощью компьютерного моделирования. Это открытие может стать основой для новых технологий, в том числе инновационных материалов, способных самоорганизовываться в необходимые формы, что потенциально расширяет горизонты в разработке возможностей для умных покрытий, адаптивных систем и нанороботов.
Профессор Томас Рассел подчеркивает значимость таких открытий: «Когда вы сталкиваетесь с явлениями, которые бросают вызов привычным представлениям, необходимо их исследовать. Это не только привносит новый взгляд на физику мягкой материи, но и открывает перед нами широкие горизонты для будущих исследований и применений.»
Пока что ученые еще не определили конкретные способы использования данной находки. Тем не менее, уже сейчас ясна важность дальнейших изысканий в этой области, поскольку потенциальные применения разнообразны и многообещающие. Исследование таких уникальных жидкостей может привести к новым подходам в химии и физике, позволяющим создавать материалы с ранее нечто исполненными свойствами.
