Ang isang partikular na uri ng mga patak ng langis ay nagbabago ng hugis kapag pinalamig at lumiit: mula sa spherical hanggang sa icosahedral hanggang sa flat hexagonal. Hindi ito lubos na maipaliwanag ng dalawang magkatunggaling teorya, ngunit ngayon, isang Liham ng Pagsusuri ng Pisikal ni Ireth García-Aguilar at Luca Giomi ang lumutas sa misteryo.
Ito ay isang aksidenteng pagtuklas. Ang mga Bulgarian na mananaliksik sa Sofia University ay nag-aaral ng maliliit na mamantika na patak ng mga alkanes sa tubig, na nagpapatatag ng mga surfactant-molecule na parang sabon. "Ang mga ito ay katulad ng mga droplet ng emulsion sa mayonesa," sabi ni Luca Giomi, "at bilang karagdagan, ang mga ito ay nakapaloob sa isang nakapirming monolayer ng mga molekula ng alkane at surfactant."
Nang nakikipaglaro sa kanila ang mga Bulgarian, napagtanto nila na may kakaibang nangyayari. Nang ibinaba ang temperatura, ang mga droplet ay lumipat mula sa ordinaryong spherical na hugis tungo sa kakaiba, mala-kristal na icosahedral na mga hugis. Sa mas mababang temperatura, sila ay naging apat na panig na rhombus o hexagons, na may lumalaking galamay sa mga sulok.
Sa parehong oras, ang isa pang grupo sa Bar-Ilan University sa Israel na pinamumunuan ni Eli Sloutskin, isang kasamang may-akda ng liham na ito, ay gumawa ng katulad na mga obserbasyon at higit na natanto na ang maliliit na patak ay mas madaling mabago ang kanilang hugis kumpara sa malalaking patak.
Hexagonal Liquid Drops. Pinasasalamatan: N Denkov et al. Kalikasan 1-4 (2015) doi:10.1038/kalikasan16189
Galing sa ibang bansa
"Ito ay nagbibigay-inspirasyon, ito ay napaka-exotic at isang bagay na hindi mo inaasahan," sabi ni Giomi. Karaniwan, ang malalaking nababanat na mga sheet ay mas floppier at mas madaling mabaluktot kaysa sa maliliit na mga sheet. "Maaari itong patunayan ng isa sa pamamagitan ng paghawak ng isang sheet ng papel sa isang gilid: isang A4 sheet ay agad na baluktot sa ilalim ng sarili nitong timbang, ngunit ang isang mas maliit na sheet, tulad ng isang post stamp, ay mananatiling tuwid. Kung mas malaki ang sheet, mas mataas ang torque na nararanasan nito, mas madali itong yumuko."
Ang grupo sa Sofia University mismo ay nagsulong ng teorya kung saan ang isang espesyal na manipis na layer sa ibaba ng surfactant layer ay nagiging sanhi ng mga gilid, "ngunit sa paglaon, ang mga detalyadong microscopy na larawan ng Sloutskin's lab, ay hindi nakakita ng ganoong layer," sabi ni Giomi.
Upang maipaliwanag ang mga pagbabago sa hugis pati na rin ang maanomalyang pagdepende sa laki, kinailangang isama ng mga physicist ng Leiden sa kanilang modelo ang apat na magkakaibang sangkap: tensyon sa ibabaw, gravity, mga depekto, at kusang pagkurba. Ang huli ay isang epekto ng hugis ng mga molekula na bumubuo sa solidong layer. Kapag ang mga mahahabang molekula ay nakasalansan tulad ng mga posporo sa isang kahon, ang interface ay patag, ngunit kapag ang isa sa mga dulo ng mga molekula ay mas mataba kaysa sa isa, ang resultang lamad ay maaaring magkaroon ng isang ginustong curvature.
Kakaibang galamay
Habang ang mga depekto at gravity ay may posibilidad na yumuko sa mga droplet, ang pag-igting sa ibabaw ay may posibilidad na ibalik ang spherical na hugis. Ngunit, sa pagkakaroon ng spontaneous curvature, ang epektong ito ay humihina habang ang mga droplet ay nagiging mas maliit, kaya nagiging maliit na droplets na madaling kapitan ng faceting. Ipinapaliwanag nito ang mahiwagang pag-uugali, isinulat ng mga mananaliksik sa isang papel sa Pisikal Suriin Sulat.
Isang bagay ang nananatiling ipaliwanag, gayunpaman: ang kakaibang mga galamay na nabubuo sa pinakamababang temperatura. "Ngunit mayroon kaming mga ideya," sabi ni Giomi.
Ang ganitong uri ng pananaliksik ay batayan at hinihimok ng kuryusidad, idinagdag niya. Gayunpaman, ang pag-uugali ng mga buhay na selula ay palaging isang inspirasyon. "Ang mga biological cell ay may pambihirang kapasidad na baguhin ang kanilang mga hugis sa iba't ibang mga pangyayari."
Ang isa sa mga paksa ng pananaliksik ni Giomi ay kung paano pinamamahalaan ng mga selula ng kanser na hatiin ang kanilang pangunahing tumor at lumipat sa loob ng katawan upang bumuo ng mga nakamamatay na metastases. Giomi: "Ang mga selula ng kanser ay kailangang sumailalim sa malalaking pagbabago sa hugis upang magawa ito." Ang pag-unawa sa kung paano ang simpleng micron-sized na mga bagay ay maaaring awtomatikong ayusin ang kanilang hugis ay maaaring maging kritikal sa pag-decipher sa mga prosesong ito.
Sanggunian: "Pag-faceting at Pag-flatte ng Emulsion Droplets: Isang Mechanical Model" ni Ireth García-Aguilar, Piermarco Fonda, Eli Sloutskin, at Luca Giomi, 21 Enero 2021, Pisikal Suriin Sulat.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.038001
