Een groep onderzoekers onder leiding van een natuurkundestudent deed onlangs de verrassende ontdekking van wat zij een ‘vormherstellende vloeistof’ noemen, die een aantal lang gekoesterde gevolgtrekkingen uit de wetten van de thermodynamica lijkt te tarten. Het onderzoek beschrijft een mengsel van olie, water en gemagnetiseerde deeltjes dat, wanneer geschud, altijd snel uiteenvalt in wat lijkt op de klassieke gebogen lijnen van een Griekse urn.
“Stel je je favoriete Italiaanse saladedressing voor,” zegt hoofdauteur Thomas Russell van de universiteit van Massachusetts. “Die bestaat uit olie, water en kruiden en voordat je het over je salade giet, schud je het zodat alle ingrediënten goed mengen.”
Het zijn die kruiden, die kleine beetjes van iets anders, die ervoor zorgen dat water en olie, die normaal gesproken elkaar ‘uitsluiten’, mengen. Dat proces heet emulgering en wordt beschreven door de wetten van de thermodynamica.

Emulgering ligt ten grondslag aan een breed scala aan technologieën en toepassingen die veel verder gaan dan alleen smaakmakers. Op een dag was Anthony Raykh, doctoraalstudent aan UMass Amherst, in het lab bezig met het mengen van een wetenschappelijke ‘saladedressing’ om te zien wat hij kon creëren. Alleen gebruikte hij in plaats van kruiden gemagnetiseerde nikkeldeeltjes.
“Daarmee kun je allerlei interessante materialen met nuttige eigenschappen ontwerpen”, zegt Raykh. Hij maakte zijn mengsel, schudde het en tot zijn grote verbazing vormde het mengsel een prachtige, ongerepte urnvorm. Hoe vaak of hoe hard hij ook schudde, de urnvorm kwam altijd terug.
“Ik dacht: ‘Wat is dit?’ Dus ik liep op en neer door de gangen van het lab en klopte op de deuren van mijn hoogleraren en vroeg hen of ze wisten wat er aan de hand was.” Niemand had een idee, maar het trok uiteraard wel de aandacht van Russell en David Hoagland, hoogleraar polymeerwetenschap en -techniek de tweede hoofdauteur.

De onderzoekers voerde experimenten uit en namen contact op met collega’s van andere universiteiten op om simulaties te maken. Samen stelden ze vast dat (sterk) magnetisme een verklaring moest zijn voor het fenomeen dat Raykh had waargenomen.

Verstoring

“Als je heel goed kijkt naar de individuele nanodeeltjes gemagnetiseerd nikkel die de grens vormen tussen water en olie,” zegt Hoagland, “kun je extreem gedetailleerde informatie krijgen over hoe verschillende vormen zich samenstellen. In dit geval zijn de deeltjes sterk genoeg gemagnetiseerd om het emulsieproces te verstoren, dat de wetten van de thermodynamica beschrijven.”
Voorlopig hebben de onderzoekers wat je met de ontdekking zou kunnen doen, maar wie een idee heeft?

Bron: Science Daily