Танцюючі краплі: вчені розгадали загадку за допомогою харчового барвника
А ви знали, що краплі води можуть рухатися самі по собі як живі, якщо в них додати трохи харчової добавки E-1520 (пропіленгліколь)?
даний феномен дійсно існує, і тепер вчені спробували дізнатися, що ж рухає цими крапельками.
Три вчених зі Стенфордського університету, Нейт Сіра (Nate Cira), Ману Пракаш (Manu Prakash) і Едріен Бенусігліо (Adrien Benusiglio) виявили цікаве поведінку цих змішаних компонентів, коли вони входять в контакт один з одним.
вчені провели сотні експериментів, щоб краще зрозуміти це явище.
Вони стежили за тим, як краплі одного кольору притягуються один до одного, а краплі різних кольорів відштовхуються одна від одної.
Складні краплі води
Але якщо зазирнути ще глибше, то все трохи складніше, ніж здається на перший погляд.
Краплі рідини не просто танцюють або ковзають по склу, вони насправді випаровуються при різних частотах, створюючи ефект вихору всередині себе, і цей "вихор" сприяє їх руху.
Варто відзначити, що краплі в даному експерименті складаються з двох молекулярних сполук, які можна знайти в харчовому барвнику: вода і пропіленгліколь.
Читайте також: 5 психологічних експериментів, що показують темну сторону людини
Журналіст Стенфорд Ньюз (Stanford News) Том Абате (Tom Abate) пояснив складне дослідження вчених декількома більш зрозумілими словами: "вода випаровується набагато швидше, ніж пропіленгліколь. Крім цього у чистої води коефіцієнт поверхневого натягу вище. Ці відмінності між рідинами створюють всередині крапель ефект, подібний торнадо, який дозволяє їм не тільки рухатися, але івідчувати своїх "сусідів".
У своєму дослідженні, Пракаш сказав: "Ці краплі відчувають один одного, вони рухаються і впливають один на одного, майже так само, як і живі клітини".
Несподіване відкриття може стати корисним для виробництва напівпровідників, а також самоочищаються сонячних панелей. Але найцікавіше - це те, що відкриття відбулося після багатьох років нескінченних спроб задовольнити свою цікавість.
Досліди та експерименти з розчином
Вчені експериментували з різною кількістю води і пропіленгліколь. Краплі, які складалися на 1% з пропіленгліколю і 99% води вели себе приблизно так само, як і краплі, що складаються на 2/3 з пропіленгліколю і 1/3 води.
Читайте також: 10 наукових експериментів, які могли знищити світ
експеримент 1
І все ж в одному з експериментів вчені виявили, що крапля, в якій менше води, "гналася" за краплею в якій кількість води більше, ніж пропиленгликоля.
експеримент 2
В іншому експерименті вчені показали, як краплі, розділені стінкою, вирівнюються за допомогою дуже слабких сигналів випаровування.
експеримент 3
У третьому експерименті вчені намалювали маркером лінії на склі. ці лінії змінили площа ковзання і тим самим створили якісь "резервуари", в яких накопичувалися краплі. В кожному резервуарі була рідина певного кольору.
Далі вчені почали пускати краплі рідини, і вони відштовхувалися від резервуарів іншого кольору і з`єднувалися з резервуаром свого кольору, тобто резервуар з такою ж концентрацією води і пропіленгліколю, що і у самій краплі.
зміст пропіленгліколь (%) в кожному розчині
Додавання різних кольорів в розчин води і пропіленгліколю дозволяло краще зрозуміти, як різні концентрації води і пропіленгліколю впливають на поведінку крапель. Крім цього, вийшли досить цікаві візуальні ефекти.
властивості рідини
Розвиваючи свою думку, вчений пояснив, що фізичні властивості цих рідин породжують їх незвичайна поведінка.
Наприклад, вони відчувають і рухаються один за одним, що дуже схоже на те, що ми називаємо штучний хемотаксис. У біології це поняття, яке говорить, що одна клітина здатна відчувати, де знаходиться її ворог, що спонукає її запустити всі свої механізми, щоб дістати ворога і поглинути його.
Читайте також: 10 незвичайних уявних експериментів
Як виявилося, молекулярна схожість кожної сусідньої краплі визначає те, як будуть взаємодіяти краплі між собою - з`єднуватися в одну велику або відштовхуватися один від одного.
Дослідження і його результати були опубліковані в журналі Nature.
