Группа ученых из Массачусетского университета открыла «жидкость, восстанавливающую форму», перевернувшая представления о физике
С недавним открытием ученых Массачусетского университета, природа жидкостей, казалось бы, подверглась основательным пересмотрам. Научная команда под руководством аспиранта Энтони Райха выявила уникальную эмульсию — смесь масла, воды и намагниченных частиц никеля, способную самостоятельно восстанавливать форму при встряхивании. Этот феномен, впервые описанный в научном журнале Nature Physics, ставит под сомнение устоявшиеся законы термодинамики, традиционно охватывающие поведение энергии и вещества в различных системах.
Исследования Райха сосредоточились на создании эмульсий, где соединение двух несовместимых жидкостей, таких как масло и вода, происходит при помощи добавления частиц (например, специй). Однако добавив намагниченные частицы никеля вместо обычных ингредиентов, ученый заметил удивительный эффект: после встряхивания смесь не только смешивалась, но и самоорганизовывалась в форму, напоминающую урну, что повторялось многократно даже после механического воздействия.
«Когда я встряхнул смесь, она неожиданно образовала эту красивую форму урны, и она продолжала это делать, как бы я ни старался ее разрушить», — поделился Райх.
Согласно термодинамическим принципам, частицы должны снижать натяжение между двумя жидкостями, однако в данном случае влияние магнетизма оказалось противоположным. Сильное магнитное поле увеличивало натяжение, позволяя смеси обретать четкие контуры. Это явление можно сопоставить с тем, как вода в стакане, действуя наперекор законам природы, могла бы «превратиться» в лёд без процесса замораживания.
При проведении дополнительных экспериментов и с помощью компьютерного моделирования, учёные из Амхерста в сотрудничестве с коллегами из университетов Тафтса и Сиракуз подтвердили свои первоначальные выводы. Это открытие ставит под сомнение традиционные взгляды на физику мягкой материи, изучающей поведение гибких веществ, таких как жидкости и гели.
Потенциал для применения этих новых свойств, хотя и еще не до конца исследован, может быть колоссальным. Возможности открываются в таких областях, как разработка умных материалов, способных самоорганизовываться в заданные формы, а также в создании нанороботов, способных адаптироваться к меняющимся условиям. Такие технологии могут найти свое применение в медицине, инженерии и многих других областях.
«Когда вы видите что-то, что бросает вызов ожиданиям, вы должны это исследовать», — отметил профессор Томас Рассел, подчеркивая важность дальнейших исследований в этой необычной области.
Работы над сознанием этого эффекта продолжаются, и ученые уже предполагают, что этот прорыв откроет новые горизонты для создания материалов, которые смогут трансформироваться в ответ на внешние воздействия. С каждым новым открытием становится понятно: законы физики не всегда являются абсолютными, и наше понимание природы может продолжать эволюционировать.
