Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Damcı altıbucaqlıdan altıbucaqlıya çevrilir. Müəllif: Catherine Quilliet və başqaları.

Fransa və İsraildəki tədqiqatçılar ilk dəfə olaraq emulsiyaya uğramış maye damlacığının temperaturun artmasına cavab olaraq altıbucaqlıdan altıguşəli ulduz formasına necə çevrilə biləcəyini müşahidə ediblər. Nəticələrini Physical Review Letters jurnalında dərc edən Bar-Ilan Universitetinin Eli Sloutskinin rəhbərlik etdiyi bir qrup, bu təəccüblü davranışın əsas mexanizmlərinə yeni işıq salaraq, gələcək nəsillərin öz-özünə yığılan nanostrukturlarına ilham verə biləcək əvvəllər görünməmiş “nano-origami” formasını ortaya qoyub.

Forma dəyişən damcılar

Kiçik miqdarda maye təcrid edildikdə, səthi gərginlik adətən onları sferik forma almağa vadar edir, lakin son on ildə tədqiqatçılar neft və suyun emulsiyalarında daha mürəkkəb davranış aşkar ediblər. Bu sistemlərdə damcılar iki maye arasındakı səthi gərginliyi azaldan səthi aktiv maddə molekulları tərəfindən sabitləşdirilir.

Diqqətlə nəzarət edilən temperatur dəyişiklikləri altında bu damcılar dramatik forma dəyişikliklərinə məruz qala bilər. Əvvəlki tədqiqatlar kürələrin ikosahedraya çevrildiyini və daha sonra yalnız qabarıq kənarları olan üçbucaqlı, paraleloqram və ya altıbucaqlı, linzaya bənzər formalara düzləndiyini göstərmişdir.

Bu çevrilmələr damcının səthində nanometr qalınlığında kristal təbəqə əmələ gəldikdə və bu təbəqə elastik xüsusiyyətlərə malik olduqda baş verir. Lakin bu keçidlər arasında bəzi əvvəlki tədqiqatlar damcıların qısa müddətə çökük kənarlar əmələ gətirəcəyini bildirmiş və bu da tamamilə yeni fiziki mexanizmlərin işləmə ehtimalını artırmışdır.

Altıbucaqlıdan altıbucaqlıya çevrilmələr

Bu davranışı araşdırmaq üçün Sloutskin və həmkarları, səthi aktiv maddə təbəqəsinin hər damcı ətrafında ultra nazik kristal qabığa çevrildiyi bir yağ-su emulsiyası hazırladılar. Bu donmuş interfeys damcıları metastabil vəziyyətlərə effektiv şəkildə bağlayır: kiçik pozuntulara qarşı sabit olan, lakin enerji hədləri keçildikdə qəfil çevrilməyə qadir olan konfiqurasiyalar. Kristal qabıq, həndəsəsi damcının təpələri ilə məhdudlaşdırılan əyri, elastik təbəqə kimi davranır.

Optik mikroskopiya, ədədi simulyasiyalar və makroskopik fiziki modelin kombinasiyasından istifadə edərək, komanda tamamilə yeni bir transformasiya növü aşkar etdi. Əvvəlki tədqiqatların göstərdiyi kimi, temperatur dəyişdikcə sferik damcılar əvvəlcə fasadlı altıbucaqlılara çevrildi.

Lakin tədqiqatçılar temperaturu yavaş-yavaş daha da artırdıqda gözlənilməz bir şey baş verdi: altıbucaqlının altı təpə nöqtəsi yerində sabit qalarkən, onların ortasında şaquli qıvrımlar əmələ gəlməyə başladı və altı çökük nöqtə əmələ gətirdi. Davamlı qızdırma ilə damcı qəfildən altı guşəli ulduz və ya altıbucaqlı forma aldı.

Ətraflı təhlillər göstərdi ki, bu keçid donmuş səth kristalının origami kimi qatlanması yolu ilə baş verir. Temperatur artdıqca səth gərginliyi dəyişir və bu da səth sahəsinin azalmasına səbəb olur. Elastik qabıq qüsurlu strukturunu (enerji baxımından baha başa gələn bir proses) yenidən təşkil etmək əvəzinə, müstəvidən qatlanaraq dəyişikliyə uyğunlaşır.

Nəticə yeni metastabil konfiqurasiyadır: altıbucaqlı. Daha da qızdırıldıqda, səthi gərginlikdə davamlı dəyişikliklər nəticədə bu formanı da qeyri-sabitləşdirir və damcı yenidən kürəyə çevrilir.

Nano-origami

Tədqiqatçılar bu nano-origami mexanizmini müəyyən etməklə, səthin əsas topologiyasını dəyişdirmədən mürəkkəb içbükey həndəsələrin necə yarana biləcəyini göstərdilər. Əsərdə əyilmənin (gərilmə və ya qüsurun yenidən qurulması əvəzinə) kristal qabıqlarda forma transformasiyalarına necə hakim ola biləcəyi vurğulanır.

Bu davranışı daha dərindən anlayaraq, komanda gələcək tədqiqatların oxşar mürəkkəb formaların ətraf mühit dəyişikliklərinə cavab olaraq öz-özünə yığılması üçün necə proqramlaşdırıla biləcəyini araşdıracağına ümid edir. Bu məlumatlar nəticədə daxili olaraq öz-özünə yığılan nanotexnologiyaların yeni siniflərinə – ənənəvi üsullarla hazırlanması olduqca çətin olan formalara nail olmaq üçün elastik və topoloji prinsiplərdən istifadə edən strukturlara imkan yarada bilər.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Catherine Quilliet və digərləri, Lentikulyar Altıbucaqlıdan Altıbucaqlıya Forma Transformasiyası: Maye Damcılarda Nano-Oriqami, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/13ld-vr3l

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Əsas anlayışlar

Konformasiya və topologiyaDamcı və qabarcıq fenomeniSəth və səthlərarası hadisələrKolloidlərKristal sistemlərNanostrukturlarSəthi aktiv maddələr, misellər və veziküllər

© 2026 Science X Network