"Інтелектуальні" краплі здатні пересуватися самостійно під впливом сил поверхневого натягу
У 2009 році дослідники з Північно-Західного університету в Еванстоні, Іллінойс, провели екстраординарну демонстрацію, в ролі головного героя якої виступала крапля олії, яка самостійно знаходила вихід з лабіринту. Ця крапля вела себе подібно живій істоті, коливаючись в нерішучості перед тим, як вибрати напрямок руху, а якщо її шлях заходив у глухий кут, то вона поверталася назад тією ж дорогою і продовжувала далі свій шлях до мети. І, врешті-решт, методом проб і помилок ця крапелька дісталася до виходу з лабіринту, зробивши те, на що у деяких людей просто не вистачає терпіння.
Природно, в цій демонстрації не обійшлося без хитрощів, яка полягала в тому, що поверхня підлоги лабіринту була покрита шаром розчин гідроокису калію, речовини, що є сильною лугом. Другий прийомом був просочений соляною кислотою шматок гелю, розміщений на виході з лабіринту. Кислота з гелю поступово розтікалася по лабіринту, нейтралізуючи луг, що призводило до появи градієнта pH-фактора, який змінювався від лужного до нейтрального, а потім до кислотного по мірі просування вглиб лабіринту.
Ця різниця в градієнті рн-фактора зумовила різницю в силі поверхневого натягу, які тягли вперед і змушуючи рухатися краплю олії. Таким чином, крапля просто йшла вздовж градієнта pH-фактора, закінчивши свій шлях біля шматка гелю на виході з лабіринту, там, де була присутня максимальна кислотність.
З одного боку увесь процес проходження краплею олії, яка може "приймати" інтелектуальні рішення, складного лабіринту може здатися досить дивним. Але, з іншого боку, процес проходження лабіринту запрограмований заздалегідь, нехай і за допомогою самого звичайного способу.
Все це звичайно дуже цікаво і пізнавально, але яку практичну користуються ве можна зробити з цього? Відповіддю на це питання стала робота Нейта Сіри (Nate Cira) і Мена Пракаша (Manu Prakash), дослідників зі Стенфордського університету.
Дослідники, використовуючи явище, яке було описано вище, створили "розумні" краплі, які можуть взаємодіяти один з одним, не змішуючись при цьому. На представленому нижче відеоролику ці краплі були пофарбовані фарбами різного кольору для більш наочної демонстрації їх здібностей. Ці краплі, які можуть притягатися або відштовхуватися один від одного за рахунок впливу сил поверхневого натягу можуть приводити в дію різні механізми, які роблять кругові рухи або поступальні коливання. Такі технології можуть послужити основою для реалізації безлічі інших технологій, таких, як микрофлюидные лабораторні або медичні пристрої, всередині яких різні хімікати або рідини біологічного походження будуть переміщатися, змішуватися і реагувати за рахунок впливу сил поверхневого натягу.
Дослідники випустили відео, з яким ми пропонуємо вам ознайомитися трохи нижче, яке демонструвалося в галереї руху рідин (Gallery of Fluid Motion), організованою і підтримується американським Фізичним суспільством (American Physical Society).