Een team van natuurkundigen aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara heeft een deel van de dynamiek ontdekt die betrokken is bij actieve vloeistofoppervlakken op microscopisch niveau wanneer energie wordt toegevoegd. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Science , beschrijft de groep het gebruik van hogesnelheidscamera's om de actie vast te leggen terwijl ze gemengde vloeistoffen activeerden door een energiebron toe te voegen. Jérémie Palacci van het Institute of Science and Technology Austria heeft in hetzelfde tijdschriftnummer een Perspective-artikel gepubliceerd waarin het belang van hun werk wordt geschetst.

Zoals Palacci opmerkt, blijven sommige vloeistoffen gemengd, zoals alcohol en vruchtensap, gemengd. En wanneer andere worden gemengd, zoals olie en azijn, gaan ze snel uit elkaar totdat een soort energiebron (zoals schudden) ze weer bij elkaar dwingt. In deze nieuwe poging merkten de onderzoekers op dat er weinig werk is verzet om de eigenschappen van vloeistoffen te onderzoeken terwijl ze zich op microniveau mengen (of ontmengen) en zichzelf tot taak stellen meer te leren.

Het werk omvatte het bij elkaar plaatsen van twee soorten vloeistoffen en het bestuderen van hoe ze zich gedroegen wanneer ze samen werden gedwongen. Meer specifiek combineerden ze poly(ethyleenglycol), ook bekend als PEG, met dextran, een sucrose-extract. Wanneer gemengd in typische instellingen, scheiden de twee, maar niet zoals olie en azijn:in plaats daarvan vormen zich PEG-druppels die in het dextran zweven of drijven. De onderzoekers kozen voor de twee vloeistoffen omdat ze allebei een zeer lage oppervlaktespanning hebben, wat het bestuderen van hoe ze op elkaar reageren makkelijker maakt. In experimenten met de twee vloeistoffen voegden de onderzoekers soms ook kinesine toe, een eiwit dat de twee vloeistoffen hielp aan elkaar te binden.

Om meer te weten te komen over het gedrag van de twee vloeistoffen wanneer een energiebron werd toegevoegd (schudden), plaatsten de onderzoekers ze in microtubuli - hierdoor konden ze duidelijker zien wat er gebeurde.

De onderzoekers zagen dat schudden chaotische stromen veroorzaakte. In mengsels zonder toevoeging van kinesine vormden de druppeltjes zich langzaam - toevoeging van kinesine versnelde het proces. En toen ze veel kinesine toevoegden, werden de druppeltjes geanimeerd, voortdurend versmolten en dan weer uit elkaar. De onderzoekers merkten op dat ze op het grensvlak tussen de vloeistoffen golvende golven konden zien zonder dat ze een microscoop nodig hadden. Ze ontdekten ook dat het vloeibare mengsel soms zo levendig werd dat het een klein beetje tegen de wanden van de microtubuli klom.

De onderzoekers suggereren dat er kenmerken van gecombineerde vloeistoffen zijn die nog onbekend zijn en dat voortgezet onderzoek zou kunnen leiden tot een beter begrip van vloeistoftoepassingen. + Verder verkennen

Onderzoek maakt fysica van glasvorming duidelijker

© 2022 Science X Network