X

Танцующие капли: ученые разгадали загадку с помощью пищевого красителя

Танцующие капли: ученые разгадали загадку с помощью пищевого красителяНаука

А вы знали, что капли воды могут двигаться сами по себе как живые, если в них добавить немного пищевой добавки E-1520 (пропиленгликоль)?

Данный феномен действительно существует, и теперь ученые попытались узнать, что же движет этими капельками.

Три ученых из Стэнфордского университета, Нейт Сира (Nate Cira), Ману Пракаш (Manu Prakash) и Эдриен Бенусиглио (Adrien Benusiglio) обнаружили любопытное поведение этих смешанных компонентов, когда они входят в контакт друг с другом.

Ученые провели сотни экспериментов, чтобы лучше понять данное явление.

Они следили за тем, как капли одного цвета притягиваются друг к другу, а капли разных цветов отталкиваются одна от другой.


Сложные капли воды

Но если заглянуть еще глубже, то все немного сложнее, чем кажется на первый взгляд.

Капли жидкости не просто танцуют или скользят по стеклу, они на самом деле испаряются при разных частотах, создавая эффект вихря внутри себя, и этот "вихрь" способствует их движению.

Стоит отметить, что капли в данном эксперименте состоят из двух молекулярных соединений, которые можно найти в пищевом красителе: вода и пропиленгликоль.

-feeldroplets.jpg

Читайте также: 5 психологических экспериментов, показывающих темную сторону человека

Журналист Стэнфорд Ньюз (Stanford News) Том Абате (Tom Abate) объяснил сложное исследование ученых несколькими более понятными словами: "вода испаряется намного быстрее, чем пропиленгликоль. Кроме этого у чистой воды коэффициент поверхностного натяжения выше. Эти различия между жидкостями создают внутри капель эффект, подобный торнадо, который позволяет им не только двигаться, но и чувствовать своих "соседей".

droplet_prakash.jpg

В своем исследовании, Пракаш сказал: "Эти капли чувствуют друг друга, они двигаются и воздействуют друг на друга, почти так же, как и живые клетки".

Неожиданное открытие может стать полезным для производства полупроводников, а также самоочищающихся солнечных панелей. Но самое интересное - это то, что открытие произошло после многих лет нескончаемых попыток удовлетворить свое любопытство.

droplet_prakash2.jpg

Опыты и эксперименты с раствором

Ученые экспериментировали с разным количеством воды и пропиленгликолем. Капли, которые состояли на 1% из пропиленгликоля и 99% воды вели себя примерно так же, как и капли, состоящие на 2/3 из пропиленгликоля и 1/3 воды.

Читайте также: 10 научных экспериментов, которые могли уничтожить мир

Эксперимент 1

И все же в одном из экспериментов ученые обнаружили, что капля, в которой меньше воды, "гналась" за каплей в которой количество воды больше, чем пропиленгликоля.

Эксперимент 2

В другом эксперименте ученные показали, как капли, разделенные стенкой, выравниваются с помощью очень слабых сигналов испарения.

droplet_prakash3.jpg

Эксперимент 3

В третьем эксперименте ученые нарисовали маркером линии на стекле. Эти линии изменили площадь скольжения и тем самым создали некие "резервуары", в которых скапливались капли. В каждом резервуаре была жидкость определенного цвета.

Далее ученные начали пускать капли жидкости, и они отталкивались от резервуаров другого цвета и соединялись с резервуаром своего цвета, т.е. резервуар с такой же концентрацией воды и пропиленгликоля, что и у самой капли.

droplets-experiment.jpg

Содержание пропиленгликола (%) в каждом растворе

Добавление различных цветов в раствор воды и пропиленгликоля позволяло лучше понять, как разные концентрации воды и пропиленгликоля влияют на поведение капель. Кроме этого, получились довольно интересные визуальные эффекты.

Свойства жидкости

Развивая свою мысль, ученый объяснил, что физические свойства этих жидкостей порождают их необычное поведение.

Например, они чувствуют и двигаются друг за другом, что очень похоже на то, что мы называем искусственный хемотаксис. В биологии это понятие, которое говорит, что одна клетка способна чувствовать, где находится ее враг, что побуждает ее запустить все свои механизмы, чтобы достать врага и поглотить его.

chemotaxis.jpg

Читайте также: 10 необычных мысленных экспериментов

Как оказалось, молекулярная схожесть каждой соседней капли определяет то, как будут  взаимодействовать капли между собой - соединяться в одну большую или отталкиваться друг от друга.

Исследование и его результаты были опубликованы в журнале Nature.

Источник: Stanford News
Оставить комментарий

Оставить комментарий

 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
 

Популярные темы:

Ошибка в Тексте? Система Orphus