В лаборатории Массачусетского университета в Амхерсте случайно обнаружили удивительную жидкость, которая самовосстанавливает форму греческой урны, вопреки законам термодинамики. Это открытие может изменить представления о поведении сложных жидкостей и материалов.
Неожиданное открытие
Аспирант Энтони Райх экспериментировал с смесью масла, воды и магнитных частиц никеля. При встряхивании вместо ожидаемого расслоения жидкость стабильно формировала изящную «вазоподобную» структуру — и возвращалась к ней снова и снова.
- Обычные эмульсии (например, масло и вода) стремятся к минимальной площади поверхности, образуя сферы.
- Эта смесь создавала сложную форму с большей площадью поверхности, что противоречит термодинамическому равновесию.
Почему это происходит?
Исследователи выяснили, что ключевую роль играют магнитные частицы никеля:
- Они образуют дипольные цепочки на границе жидкостей.
- Эти цепочки препятствуют естественному расслоению, «замораживая» форму.
- В результате система не минимизирует энергию, а сохраняет необычную конфигурацию.
«Магнитные взаимодействия перевешивают термодинамические законы в этом конкретном случае», — поясняет соавтор исследования Томас Рассел.
Нарушает ли это законы физики?
Нет. Термодинамика описывает системы в целом, а не отдельные частицы. Здесь магнитные силы создают локальные аномалии, но общий баланс энергии сохраняется.
Где это можно применить?
- Умные материалы: жидкости с программируемой формой для мягкой робототехники.
- Медицина: доставка лекарств с контролем структуры среды.
- Энергетика: новые способы управления жидкостями в батареях и топливных элементах.
Исследование опубликовано в Nature Physics (4 апреля). Учёные планируют изучить, как ещё можно «обмануть» термодинамику с помощью магнитных полей и наночастиц. Возможно, это первый шаг к созданию полностью перепрограммируемых жидкостей.
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий