Undersøgelse af faseadskillelse i væsker på mikroskopisk niveau, når energi tilføres

Et hold fysikere ved University of California i Santa Barbara har opdaget noget af dynamikken involveret i aktive væskeoverflader på mikroskopisk niveau, når energi tilføres. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Science , beskriver gruppen at bruge højhastighedskameraer til at fange handlingen, da de aktiverede blandede væsker ved at tilføje en energikilde. Jérémie Palacci med Institut for Videnskab og Teknologi Østrig har publiceret et Perspective-stykke i samme tidsskriftsudgave, der beskriver vigtigheden af ​​deres arbejde.

Som Palacci bemærker, når nogle væsker blandes, såsom alkohol og frugtjuice, forbliver de blandet. Og når andre blandes, såsom olie og eddike, skilles de snart ad, indtil en slags energikilde (såsom rystning) tvinger dem sammen igen. I denne nye indsats bemærkede forskerne, at der ikke er blevet arbejdet meget med at undersøge væskers egenskaber, når de blandes (eller opblandes) på mikroniveau og sætter sig selv til opgave at lære mere.

Arbejdet gik ud på at placere to typer væsker sammen og studere, hvordan de opførte sig, når de blev tvunget sammen. Mere specifikt kombinerede de poly(ethylenglycol), også kendt som PEG, med dextran, som er et saccharoseekstrakt. Når de blandes i typiske omgivelser, adskilles de to, men ikke som olie og eddike:I stedet dannes der dråber af PEG, som svæver eller flyder i dextranet. Forskerne valgte de to væsker, fordi de begge har meget lave overfladespændinger, hvilket gør det nemmere at studere, hvordan de reagerer på hinanden. I eksperimenter med de to væsker tilføjede forskerne også nogle gange kinesin, et protein, der hjalp de to væsker med at binde til hinanden.

For at lære mere om opførselen af ​​de to væsker, når en energikilde blev tilføjet (rystning), placerede forskerne dem i mikrotubuli - det gjorde det muligt for dem at se, hvad der skete mere tydeligt.

Forskerne observerede, at rystelser skabte kaotiske strømme. I blandinger uden tilsætning af kinesin dannedes dråberne langsomt - tilsætning af kinesin fremskyndede processen. Og når de tilføjede en masse kinesin, blev dråberne animerede, smeltede konstant sammen og faldt derefter fra hinanden igen. Forskerne bemærkede, at de ved grænsefladen mellem væskerne kunne se bølgende bølger uden behov for et mikroskop. De fandt også ud af, at den flydende blanding til tider blev så animeret, at den faktisk klatrede en lille smule op på mikrotubuliernes vægge.

Forskerne foreslår, at der er karakteristika ved kombinerede væsker, som stadig er ukendte, og at fortsat undersøgelse kan føre til en bedre forståelse af væskeanvendelser. + Udforsk yderligere

Forskning gør glasdannelsens fysik klarere

© 2022 Science X Network