Un student absolvent a creat accidental un amestec de ulei, apă și particule de nichel, care a rezultat o formă complet neașteptată, provocând uimirea cercetătorilor. Aşa-numitul "lichid cu recuperare de formă", pare să sfideze legile termodinamicii, deoarece se separă constant într-o formă asemănătoare unei urne grecești, chiar și după ce este agitat repetat, scrie Live Science.
Descoperirea a pornit de la Anthony Raykh, student absolvent în știința polimerilor și inginerie la Universitatea din Massachusetts Amherst. În timp ce studia un amestec de ulei, apă și particule de nichel într-o fiolă, a agitat recipientul pentru a crea o emulsie — un amestec instabil de lichide care nu se amestecă natural. În loc să revină la o separare clasică în două straturi, amestecul a format o formă surprinzătoare: o urnă grecească. Mai uimitor este că, după fiecare agitare, lichidul revenea întotdeauna la aceeași formă.
"Este cu adevărat ciudat", a declarat profesorul Thomas Russell, coautor al studiului și expert în știința și ingineria polimerilor.
El a explicat că, în mod normal, lichidele nemiscibile (N.r. - catre nu se amestecă, precum uleiul și apa) tind să minimizeze suprafața de contact dintre ele, conform legilor termodinamicii, care reglează echilibrul dintre energie, temperatură și interacțiuni fizice.
În mod obișnuit, o astfel de emulsie formează picături sferice, deoarece sfera are cea mai mică suprafață posibilă pentru un volum dat, minimizând astfel energia interfacială (N.r. - energia asociată cu suprafața de contact dintre două substanțe care nu se amestecă). Forma observată de echipă, asemănătoare unei urne, are o suprafață mult mai mare, ceea ce contrazice aparent această tendință naturală.
După analize suplimentare, cercetătorii au realizat că particulele de nichel magnetizate interacționau între ele prin dipoli magnetici, adică fiecare particulă acționa ca un mic magnet, atrăgându-se reciproc și formând lanțuri invizibile de-a lungul interfeței dintre ulei și apă. Aceste interacțiuni au modificat comportamentul clasic al emulsiei, stabilizând o formă cu o suprafață interfacială mai mare.
"Este o situație extrem de rară în care comportamentul colectiv al particulelor modifică complet felul în care se comportă lichidul", a spus Russell.
Deși inițial părea că acest fenomen încalcă legile termodinamicii, el a subliniat că legile respective se aplică la scară largă, în sisteme macroscopice — nu neapărat la interacțiuni particulare, cum sunt cele dintre dipolii magnetici.
Cu alte cuvinte, termodinamica rămâne valabilă, dar acest caz este un exemplu fascinant de excepție locală, provocată de forțe magnetice subtile, care determină un comportament neașteptat.
