Идеята да замръзваш частици, като ги нагряваш, е най-малкото контра интуитивна. И все пак физици показаха как специално създадена смес се „разтопява“ на тъмно, но благодарение на уникалната си топлинна активност кристализира в момента, в който има светлина.
Изследователите показват, че като използват светлината, за да нагреят сместа, частиците не се разпръскват. Напротив, те се фиксират на едно място – скупчват се така, сякаш са замръзнали.
Учените от Кеймбриджкия университет провеждат своите експерименти върху колоиден разтвор, съставен от вода, полистирен и малки капчици масло, покрито с ДНК, за да разберат по-добре динамиките, които настъпват между тях, когато се затоплят от светлината.
Както без съмнение някога учителят ви по физика ви е казвал, в един температурен градиент частиците се отместват от по-топлите към по-студените места. Затова е съвсем нормално да си помислим, че ако нагреем частиците масло, като се фокусираме върху по границите на течността, която ги обгражда, молекулите ще се „разбягат“. За това дори си има термин – ефект на Марангони.
Източник: Caciagli etal., Phys Rev. Lett., 2020
Оказва се, че топлинният градиент, образуван от полистирена, създава течение в двете течности, което привлича частиците една към друга. Крайният резултат е една доста странна кристализация на колоидни частици, която настъпва заради топлината нас светлината.
Можете да видите как точно се случва това във видеото по-долу.
Оказва се, че светлината е един доста многостранен инструмент за манипулиране на частици. Технологичната миниатюризация е във възход. Тепърва ще ни бъдат нужни все по-прецизни методи за боравене с изключителни дребни материали. А сега, благодарение на това проучване, става ясно, че благодарение на оптичните свойства на лазера можем да създадем своеобразен „топлинен магнит“.
Изследването е публикувано в Physical Review Letters.
