Mikroskopisch kleinen Tröpfchen eingeschweißt in dünne, elastische Platten nehmen auf das verräterische Halbmond Form einer empanada oder eine calzone. Solche Strukturen könnten eines Tages ersetzen Chemische Tenside, Seife, da die Blätter für eine stärkere Barriere zu umhüllen gefährlich oder empfindliche Flüssigkeiten.
In einem neuen Papier in der Natur Materialien, Syracuse University Physiker Joseph Paulsen berichtet auf seiner neuesten Experimente in der weichen kondensierten Materie ein.k.ein., die Wissenschaft von der “matschig Dinge.” Er war daran interessiert, mehr darüber zu erfahren, wie ein Tropfen Wasser, eingewickelt in sehr dünne, elastische Platten (tausend mal dünner als ein menschliches Haar) Verhalten sich bei der mikroskopischen Skala — in diesem Fall-Blatt, das verbiegen sehr leicht, die wenig bis gar keinen Widerstand.
Zunächst Paulsen erwartet, dass die eingebundenen Tröpfchen Aussehen würde wie Kugeln. Dies macht intuitiv Sinn, da die meisten Blasen nehmen Sie auf eine sphärische Form, durch das Phänomen der Oberflächenspannung, eine Kraft, die sich aus der molekularen Attraktion. Eine Blase, ist im wesentlichen ein Volumen von Luft eingehüllt in eine sehr dünne Flüssigkeit in der Haut. Je größer die Oberfläche, desto mehr Energie ist erforderlich, um einen gegebenen Form. So eine Blase wird sich bemühen, zu übernehmen, die Form mit der geringsten Fläche: eine Kugel.
Stattdessen Paulsen festgestellt, dass, obwohl Sie begann aus kugelförmigen, als Sie brach unter dem dünnen Blechen, seine eingeschweißt mini-Tröpfchen gebildet Halbmonde, weit mehr wie eine empanada als ein tautropfen:
Neugierig, warum er zusammen mit einigen Kollegen in der Physik und Mathematik. Gemeinsam entdeckten Sie, dass diese Formen sind effizienter als eine Sphäre, zumindest für diese leicht biegbar Blätter an der mikroskaligen. Half-moon geometrie umfasst die Wassertropfen in einer solchen Weise, dass weniger von seiner Umgebung ausgesetzt ist, die äußere Flüssigkeit.
Gesponsert
Und obwohl die Blätter Falten, knüllen und Falten in einzigartigen mustern, wie Sie Zusammenbruch rund um die Tröpfchen, das hat nicht so viel Einfluss auf die endgültige empanada Form. Natur ist alles über die Effizienz, schlicht und einfach.
Referenz:
Paulsen, Joseph D. et al. (2015) “Optimale Verpackung von flüssigen Tröpfchen mit ultra dünne Bleche,” Nature Materials 14: 1206-1209.
[Über Nanowerk News]
Bilder und video: Paulsen et al/Natur-Materialien.