Diese Einfrieren Tropfen Öl sind hypnotisch schön

Ein internationales Forscherteam hat gezeigt, dass speziell behandelte Tropfen von öligen Chemikalien bizarre Formen und Strukturen während des Gefriervorgangs übernehmen können. Diese Erkenntnisse können wir künstliche Strukturen mit sehr lebensechten Eigenschaften zu schaffen.

Durch die Verwendung eines relativ einfachen Bottom-up-Ansatzes, eine gemeinsame Forschungsteam an der Cambridge University und Universität Sofia in Bulgarien gezeigt, dass flüssige Tröpfchen des Öls, wenn in einem Seifenwasser und langsam eingefroren "Kunststoff Kristallphasen" auf ihrer Innenseite bilden Oberflächen. Dieser Prozess verursacht die Tröpfchen zu Form-Verschiebung in eine überraschende Vielfalt von Formen, Oktaeder und Sechsecke bis hin zu Dreiecken und Fasern.

Die Ergebnisse ihrer Arbeit in der Naturerschienen. Und hier ist ein faszinierendes Video:

"Es gibt viele Möglichkeiten, die nicht-biologischen Dinge Gestalt annehmen", bemerkte leitende Forscher Stoyan Smoukov aus Cambridge Abteilung der Materialwissenschaft & Metallurgie, in einer Erklärung. "Aber die Frage ist, was treibt den Prozess und wie Sie es steuern – und was sind die Verbindungen zwischen den Prozess in der biologischen und nicht-biologischen Welt?"

Die neue Forschung zeigt auf "Morphogenese" als eine mögliche Antwort auf diese Fragen. Diese Idee geht zurück auf die 1950er Jahre, als Alan Turing vorschlug, dass die Morphogenese ist das Ergebnis von lokalen chemischen Reaktionen, die dazu führen, dass eine Substanz durch den Raum zu verbreiten. Wie diese Forschung zeigt, war Turing eindeutig auf dem richtigen Weg.

(Credit: N. Denkov Et Al., 2015/Natur)

Durch das langsam Einfrieren Flüssigkeitstropfen ölige Hexadecan schwimmt auf Wasser und Seife, überredet die Forscher die Tröpfchen in Verschiebung durch eine Vielzahl von Kristall-ähnliche Formen. Darüber hinaus verlagert die Tröpfchen auch zurück zu ihrer ursprünglichen Formen, wenn die Lösung erneut erwärmt wurde.

(Credit: N. Denkov Et Al., 2015/Natur)

Selbstorganisierende dabei wird angetrieben durch einen Kristall Phase oder wachsähnliche Schicht, die unter der Oberfläche der Tröpfchen bildet, und wird wahrscheinlich von den physikalischen Eigenschaften der Materialien selbst gesteuert. Smoukov erklärt:

Kunststoff-Kristalle sind einen besonderen Zustand der Materie, die wie das Alter Ego der Flüssigkristalle in vielen TV-Bildschirmen verwendet wird. Flüssigkristalle und Kunststoff Kristalle können als vorübergehende Phasen zwischen flüssig und fest gedacht werden. Flüssigkristalle ihre Moleküle in definierte Richtungen wie ein Kristall zeigen, haben sie keine langreichweitige Ordnung und Flow wie eine Flüssigkeit. Kunststoff-Kristalle sind Wachs-wie mit langreichweitige Ordnung in ihre molekulare Anordnung, aber Unordnung in die Ausrichtung der jedes Molekül. Die Orientierungskurse Unordnung macht Kunststoff Kristalle hoch verformbar, und wie sie Form zu ändern, die Tröpfchen verformen sich zusammen mit ihnen.

Dieser Kunststoff Glas-Phase scheint zu sein, was die Ursache der Tröpfchen zu ändern Form, ihre Symmetrie zu brechen. Und um Morphogenese zu verstehen, ist es wichtig, dass wir verstehen, was Symmetrie brechen verursacht.

Diese Erkenntnisse könnten schließlich dazu beitragen, die Wissenschaftler und Ingenieure schaffen künstliche Strukturen mit der gleichen Art von Kontrolle und Komplexität biologischer Systeme. Roman und komplexe Strukturen können aus einfachen Komponenten mit Anwendungsmöglichkeiten in der Arzneimittelentwicklung, Farben, Kosmetika und Haushaltsprodukte wie Shampoo gebaut werden.

"Es ist merkwürdig, so lebensecht Verhalten in ein Lebewesen beobachten – in vielen Fällen können künstliche Objekte"lebendiger"als lebende Aussehen sind," sagte Smoukov.

Lesen Sie die gesamte Studie an Natur : “ Selbst die Gestaltung der Öltröpfchen über die Bildung von intermediate Rotator Phasen beim Abkühlen ”.

[ Cambridge University | Chemie-Welt ]

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