Fizycy z UAM wśród naukowców, którzy opisali nowe zjawisko
Wiadomość, opublikowana 03-08-2017

Okazuje się, że z cieczy zawierającej mikrocząstki można elektrodą wyciągać zaskakująco długie łańcuchy drobin. Co szczególnie ciekawe, ogniwa tych łańcuchów są ze sobą spojone przez otaczającą je cienką warstwę cieczy. Spektakularne zjawisko, odkryte przy udziale naukowców z Wydziału Fizyki UAM i opisane w znanym czasopiśmie „Nature Communications”, może znaleźć liczne zastosowania.

Odkryte zjawisko wizualnie przypomina jeden z najważniejszych procesów technologicznych współczesnej cywilizacji: opracowaną przez prof. Jana Czochralskiego metodę hodowli monokryształów, polegającą na wolnym wyciąganiu pręta z zarodkiem krystalizacji z roztopionego materiału.

Łańcuchy mikrocząstek powstają w wyniku złożonej gry oddziaływań o charakterze elektrycznym, grawitacyjnym i kapilarnym. W tym towarzystwie grawitacja pełni rolę czarnego charakteru: nożyczek przecinających zbyt ciężki łańcuch. Wiele wskazuje, że łańcuchy mogłyby się tworzyć także w stanie nieważkości, gdzie ich długość mogłaby być praktycznie dowolna.

„Po uformowaniu nasze konstrukcje z mikrodrobin zachowują się właśnie jak łańcuchy: są elastyczne i można je wyginać w różne kształty. Wiele zależy jednak od rodzaju użytych cieczy. W niektórych eksperymentach wyciągaliśmy łańcuchy z roztopionej parafiny. Chwilę po wyciągnięciu mostki zastygały i całość sztywniała. Możliwy jest też wariant pośredni. Jeśli weźmiemy np. mieszaninę żywicy z alkoholem, po odparowaniu alkoholu żywica zgęstnieje. Łańcuch straci wtedy sporo na elastyczności, jednak nie będzie całkowicie sztywny”, zauważa dr Rozynek.

Choć odkrycie jest świeże, wydaje się, że atrakcyjne właściwości koloidalnych i ziarnistych łańcuchów zostaną szybko wykorzystane. Już teraz trwają prace nad użyciem zjawiska do produkcji cienkich, przewodzących struktur osadzanych na podłożach o różnej chropowatości i właściwościach. Struktury te mogłyby być elementami np. elastycznych układów elektronicznych. Potencjalnie łańcuchy można byłoby tworzyć także z żywych komórek, co otwierałoby drogę do ewentualnych zastosowań biotechnologicznych czy nawet medycznych.

Zjawisko opisano w artykule: "Formation of printable granular and colloidal chains through capillary effects and dielectrophoresis”, Z. Rozynek, M. Han, F. Dutka, P. Garstecki, A. Józefczak, E. Luijten, Nature Communications 8:15255, DOI: 10.1038/ncomms15255

Link do publikacji: https://www.nature.com/articles/ncomms15255

Udostępnij:

Share on Google+

Informację wprowadził/a: Marta Grunwald