Ученые впервые получили квадратные и остроугольные капли жидкости

Воздействуя на смесь масел с помощью электрических полей, исследователям удалось получить в жидкостях структуры, больше свойственные твердым телам – квадратные и многоугольные капли, а также подобие кристаллической решетки. Результаты исследования опубликованы в издании Science Advances.

Вещества, с которыми мы встречаемся каждый день, находятся в состоянии термодинамического равновесия. При соединении двух различных жидкостей они через некоторое время приходят в стабильное термодинамическое состояние. Так, молоко полностью растворяется в кофе, а масло с водой не смешивается, а плавает на ее поверхности.

Физики из Университета Аалто в Финляндии решили выяснить, как будут вести себя жидкости, если их «зафиксировать» в нестабильном состоянии.

«Интересно выводить системы из состояния равновесия и смотреть, можно ли управлять неравновесными структурами или насколько они могут быть полезными. Сама биологическая жизнь является хорошим примером сложного поведения групп молекул, находящихся вне термодинамического равновесия», – заявил руководитель исследования, профессор кафедры прикладной физики Яакко Тимонен.

Ученые использовали комбинации масел с разной диэлектрической проницаемостью и проводимостью. При включении электрического поля над смесью электрический заряд накапливается на границе раздела между маслами. В ходе эксперимента выяснилось, что плотность заряда выводит границу раздела из термодинамического равновесия и превращает ее в интересные образования. На границе раздела жидкостей образовался двумерный слой, в котором исследователи фиксировали образование неожиданных капель и узоров. При смене характеристик приложенного электрического поля ученые получили капли в форме квадратов или шестиугольников, с прямыми сторонами, что в природе невозможно, поскольку пузыри и капли имеют тенденцию образовывать сферы.

По словам авторов, им впервые удалось создать временные структуры с контролируемыми и четко определенными формой и размером, которые можно «включать» и «выключать» с помощью перемены напряжения.

Ранее сообщалось, что американские ученые создали ультратонкий магнит, способный работать при комнатной температуре. Он может быть полезен для разработки новых устройств в сфере электроники и вычислительной техники.