Вчені з Варшавського університету та університету в Нідерландах вперше експериментально продемонстрували, що т.зв. ефект бразильського горіха не потребує енергопостачання. Відкриття може мати вирішальне значення для багатьох галузей науки та промисловості.
Що таке ефект бразильського горіха і чому це важливо? «Ви, напевно, колись трясли відкритий пакет із сумішшю горіхів», – кажуть науковці з факультету фізики Варшавського університету. – “Ви помітили, що після такої обробки найбільші горіхи в суміші – бразильські горіхи – спливають наверх? Явище великих об’єктів, що випливають на поверхню суміші, технічно відоме як гранульована конвекція, в народі називають «ефект бразильського горіха». Це поширене явище в природі, спостерігати будемо також, струшуючи, наприклад, відро з піском і галькою».
Досі побутувала думка, що для згаданого ефекту необхідне підведення енергії ззовні – у випадку з горіхами це буде потрясіння мішка. Нові теоретичні моделі, однак, припустили, що це явище також може відбуватися спонтанно.
Тепер дослідники з Варшавського університету та їхні колеги з Утрехтського університету експериментально довели це.
В експерименті, описаному в журналі «The Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America» (( вони отримали згаданий ефект у колоїді.
«Ми показали, що ефект бразильського горіха може виникати в суміші заряджених колоїдних частинок, які рухаються виключно броунівським рухом і відштовхуванням електричного заряду», – говорить Джеффрі Евертс з факультету фізики Варшавського університету, який під керівництвом Рене ван Рой з Інституту теоретичної фізики Утрехтського університету провів теоретичні розрахунки.
Марджолейн ван дер Лінден відповідав за експериментальну частину дослідження під керівництвом Альфонса ван Блаадерена з Інституту наноматеріалів. Утрехтський університет Дебая.
Хоча ми говоримо про той же ефект, що і в пакетику з горіхами, механізм, що лежить в основі поведінки молекул у колоїді, був іншим. У випадку горіхів або, наприклад, піщинок і камінчиків, дрібніші горіхи або камінчики заповнюють щілини, що утворюються на дні під час струшування, що штовхає більші вгору. Зважені в розчиннику частинки мали не тільки різні розміри, але й електричний заряд. Ефект у колоїді був зумовлений броунівським рухом колоїдних частинок через зіткнення з молекулами розчинника.
«Кожна з частинок заряджена позитивно. Важчі, але також і більші частинки мають більший заряд, тому вони більше відштовхуються одна від одної, що змушує їх рухатися вгору легше, ніж менші та легші частинки», — пояснює Джеффрі Евертс.
Відкриття може мати значне значення для науки та промисловості, включаючи геологію, фізику м’якої матерії або стабілізацію фарб і чорнила, підкреслюють вчені. (PAP)
мат/зан/
