Termodinamik Yasalarında İstisna: Şeklini Koruyabilen Bir Sıvı Gözlemlendi!

Nature Physics dergisinde yayınlanan çalışma, yağ, su ve manyetik parçacıklardan oluşan ve çalkalandığında Grek vazosunun klasik kavisli çizgileri gibi hızla ayrılan bir karışımı tanımlıyor. UMass Amherst’te Silvio O. Conte Seçkin Polimer Bilimi ve Mühendisliği Profesörü ve makalenin kıdemli yazarlarından biri olan Thomas Russell, “En sevdiğiniz İtalyan salata sosunu hayal edin” diyor. “Yağ, su ve baharatlardan oluşuyor ve salatanızın üzerine dökmeden önce tüm malzemelerin karışması için çalkalıyorsunuz.”

Bu çeşniler veya başka bir şeyin minik parçaları, normalde birbirini dışlayan su ve yağın karışmasını sağlar; bu, emülsifikasyon olarak bilinen ve termodinamik kurallarla tanımlanan bir süreçtir.

Emülsifikasyon, baharatların ötesinde çok çeşitli teknoloji ve uygulamaların temelini oluşturuyor ve bir gün UMass Amherst yüksek lisans öğrencisi Anthony Raykh, neler bulabileceğini görmek için laboratuvarda bu bilimsel “salata sosundan” bir parti karıştırıyordu – sadece baharat yerine mıknatıslanmış nikel parçacıkları kullanıyordu, Raykh, “çünkü bir sıvı manyetik parçacıklar içerdiğinde yararlı özelliklere sahip her türlü ilginç malzemeyi tasarlayabilirsiniz” diyor.

En Güncel Yazılarımıza Buradan Ulaşabilirsiniz;

• Sıcak Schrödinger Kedisi Durumu Gerçekleştirildi
• El Çırpmanın Fiziği
• Organoidler Beyin Enflamasyonunu Nasıl Aydınlatıyor?

Malzemelerini karıştırdı ve salladı – “ve tüm şaşkınlığına rağmen karışım bu güzel, bozulmamış vazo şeklini aldı.” Ne kadar sert sallarsa sallasın, vazo şekli her zaman yeniden ortaya çıkıyordu. “Merak ettim, ‘Bu şey de ne? Bu yüzden Polimer Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nün koridorlarında bir aşağı bir yukarı yürüdüm, hocalarımın kapılarını çaldım ve neler olup bittiğini bilip bilmediklerini sordum,” diye açıklıyor Raykh. Kimse bilmiyordu. Ancak bu durum Russell ve UMass Amherst’te polimer bilimi ve mühendisliği profesörü ve yumuşak malzeme uzmanı olan David Hoagland’ın ilgisini çekti.

Araştırmacılar simülasyonlar oluşturmak üzere Tufts ve Syracuse üniversitelerinden meslektaşlarıyla işbirliği yaparak testler gerçekleştirdi. Birleşik araştırma, Raykh’in keşfettiği açıklanamaz fenomeni manyetizmanın, yani “güçlü” manyetikliğin açıkladığını belirledi. “Su ve petrol arasındaki sınırı oluşturan manyetik nikelin tek tek nanoparçacıklarına çok hassas bir şekilde baktığınızda,” diye ekliyor Hoagland, “farklı formların nasıl bir araya geldiğine dair oldukça ayrıntılı bilgiler elde edersiniz. Bu durumda, parçacıklar termodinamik kurallarla tanımlandığı gibi emülsifikasyon sürecine müdahale edecek kadar yüksek oranda mıknatıslanmıştır.”

Tipik olarak, bir yağ ve su karışımına parçacıklar eklemek arayüzeydeki gerilimi düşürerek iki sıvının karışmasını sağlar. Şaşırtıcı bir şekilde, güçlü manyetik parçacıklar arayüzey gerilimini artırarak yağ-su sınırını hoş bir eğriye büküyor. “Mümkün olmaması gereken bir şey gördüğünüzde, araştırmanız gerekir,” diyor Russell.

Yenilikçi keşfi henüz uygulanmamış olsa da Raykh, daha önce bilinmeyen bu durumun yumuşak madde fiziği alanını nasıl etkileyeceğini görmekle ilgileniyor.