Вместо того, чтобы минимизировать площадь поверхности раздела и превратиться в сферу, смесь жидкостей приняла форму греческой урны. Это исследование было проведено группой под руководством аспиранта Энтони Рейха в Массачусетском университете в Амхерсте; результаты были опубликованы 4 апреля в журнале Nature Physics.

Согласно исследованию, Райх, студент факультета полимерной науки и инженерии, экспериментировал с мешаниной воды, масла и частиц никеля в контейнере. Чтобы создать эмульсию, он встряхнул пробирку. Смесь не разделилась, как должна была, вместо этого она образовала форму греческой урны. Даже после многократного встряхивания смеси жидкость продолжала возвращаться к этой форме. Томас Рассел, профессор факультета полимерной науки и инженерии, рассказал Live Science, что это странное поведение частиц. Это довольно странно, потому что такая смесь не смешивается, а возвращается в состояние равновесия.

Смесь имеет тенденцию уменьшать линию разделения или площадь поверхности раздела между двумя жидкостями до эмульсии. Закон термодинамики управляет этой тенденцией, показывая, как температура, работа, тепло и энергия соотносятся друг с другом. Жидкость обычно образует сферические капли, имеющие минимальную площадь поверхности. В отличие от этого, греческая урна имеет большую площадь поверхности, что противоречит закону природы и озадачивает ученых.

После исследования этого странного поведения частиц они обнаружили, что взаимодействие между частицами никеля «как бы взяло верх» и бросило вызов закону термодинамики, говорит Рассел.

Магнитные полюса частиц притягивались друг к другу, создавая цепь на поверхности жидкости. Это взаимодействие пересекается с явлением эмульсии жидкости. Рассел сказал, что исследователи изучили разделение частиц в смеси масла и воды. Но в отличие от этого, Райх добавил никель в смесь, чего больше никто не делал. Таким образом, никто не наблюдал форму греческой урны с более высокой межфазной энергией.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!