Sand, der bergauf fließt, handgeschriebene LEDs – Physics World

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Obwohl es wie ein banales Material erscheint, fasziniert das vielfältige und vielfältige Verhalten von Sand seit langem Physiker – von der Entstehung und Bewegung mächtiger Dünen bis hin zu den Mustern winziger Wellen, die an Stränden erscheinen.

Jetzt haben Forscher der Lehigh University in den USA der Dynamik von Sand eine neue magnetische Wendung verliehen. Ihr Sand bestand aus Polymerkugeln, sogenannten Mikrowalzen, deren eine Halbkugel mit einem magnetischen Material beschichtet ist. Als ein Magnet unter einem Behälter gedreht wurde, in dem sich die Mikrorollen befanden, begannen diese bergauf zu fließen.

Das Team geht davon aus, dass dieses bizarre Verhalten damit zusammenhängt, wie die Teilchen im Magnetfeld miteinander interagieren. Sie fanden heraus, dass das Feld dazu führte, dass sich die Partikel drehten und kurzzeitig zusammenklebten, um „Dubletten“ zu bilden, die sich dann auflösten.

Negativer Reibungskoeffizient

Das Ergebnis ist ein körniges Material mit einem negativen Böschungswinkel. Der Schüttwinkel ist der größtmögliche Winkel für einen kegelförmigen Sandhaufen, jenseits dessen der Haufen zusammenbricht. Dieser negative Winkel, sagen die Forscher, ist eine Folge eines negativen Reibungskoeffizienten zwischen den Partikeln.

„Bisher hätte niemand diese [negativen] Begriffe verwendet“, sagt ein Teammitglied James Gilchristund fügte hinzu: „Sie existierten nicht.“

Laut dem Team ermöglichen diese seltsamen Eigenschaften, dass die Partikel zusammenarbeiten, um kontraintuitive Dinge zu tun, wie zum Beispiel Wände hinaufzufließen und Treppen zu steigen. Die Forscher glauben, dass das merkwürdige Phänomen in einer Vielzahl von Anwendungen genutzt werden könnte, einschließlich der Mikrorobotik.

Im obigen Video können Sie den magnetischen Sand in Aktion sehen und über die Forschung lesen Nature Communications veröffentlicht .

Wie möchten Sie eine handgeschriebene Geburtstags- oder Weihnachtskarte erhalten, die in verschiedenen Farben leuchtet? Manche Leser finden das vielleicht amüsant, andere halten es vielleicht für den Gipfel des schlechten Geschmacks. Aber unabhängig von Ihrer Meinung sind handgeschriebene LEDs dank Forschern der Washington University in Saint Louis und Kollegen mittlerweile eine echte Sache.

Schreiben in Nature PhotonicsSie beschreiben, wie sie einen Satz aus vier Stiften entwickelt haben, mit denen Schichten verschiedener Materialien aufgetragen werden, um leuchtende LEDs auf Substraten wie Papier zu erzeugen.

Die von den Stiften aufgetragenen Materialien wurden so konzipiert, dass sie ähnliche Eigenschaften wie die in Stiften verwendete Tinte haben, sodass die LEDs von Hand gezeichnet werden können. Da die LEDs auf flexiblen Materialien aufgebracht werden können, könnte die Technologie zur Herstellung tragbarer Elektronik genutzt werden.

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/sand-that-flows-uphill-handwritten-leds/