Piasek płynący pod górę, ręcznie napisane diody LED – Świat Fizyki

Piasek płynący pod górę, ręcznie napisane diody LED – Świat Fizyki

Znacznik czasu: 22 września 2023 12:32

[Osadzone treści]

Choć wydaje się to zwyczajnym materiałem, bogate i różnorodne zachowanie piasku od dawna fascynuje fizyków – od tworzenia i ruchu potężnych wydm po wzory drobnych zmarszczek pojawiających się na plażach.

Teraz naukowcy z Uniwersytetu Lehigh w USA wprowadzili nowy magnetyczny zwrot w dynamice piasku. Ich piasek składał się z polimerowych kulek zwanych mikrowałkami, których jedna półkula była pokryta materiałem magnetycznym. Kiedy magnes został obrócony pod pojemnikiem z mikrorolkami, zaczęły one płynąć pod górę.

Zespół uważa, że ​​to dziwaczne zachowanie ma związek ze sposobem, w jaki cząstki oddziałują ze sobą w polu magnetycznym. Odkryli, że pole powoduje, że cząstki obracają się i na krótko sklejają, tworząc „dublety”, które następnie się rozpadają.

Ujemny współczynnik tarcia

Rezultatem jest ziarnisty materiał, który ma ujemny kąt zsypu. Kąt spoczynku to największy możliwy kąt dla stożkowej hałdy piasku, powyżej której hałda się zapadnie. Naukowcy twierdzą, że ten ujemny kąt wynika z ujemnego współczynnika tarcia między cząstkami.

„Do tej pory nikt nie używałby tych [negatywnych] terminów” – mówi członek zespołu Jamesa Gilchrista, dodając: „Nie istniały”.

Według zespołu te dziwne właściwości umożliwiają cząsteczkom współpracę w celu wykonywania sprzecznych z intuicją rzeczy, takich jak spływanie po ścianach i wchodzenie po schodach. Naukowcy uważają, że to ciekawe zjawisko można wykorzystać w szerokim zakresie zastosowań, w tym w mikrorobotyce.

Możesz obejrzeć magnetyczny piasek w akcji na powyższym filmie, a o badaniach przeczytać w Nature Communications.

Atrament LED
Jak to działa: członek zespołu Junyi Zhao pisze niestandardowe diody LED na papierze (po lewej). Tych samych pisaków można używać do rysowania na folii aluminiowej (prawy górny róg) oraz tworzenia rozświetlonych szkiców (prawy dolny róg). (Dzięki uprzejmości: laboratorium Wang)

Czy chciałbyś otrzymać odręcznie napisaną kartkę urodzinową lub świąteczną, która świeci różnymi kolorami? Niektórzy czytelnicy mogą uznać to za zabawne, inni zaś mogą uznać to za szczyt złego smaku. Niezależnie jednak od Twoich poglądów, ręcznie pisane diody LED stały się teraz rzeczywistością dzięki badaczom z Washington University w Saint Louis i współpracownikom.

Pisanie w Nature Photonicsopisują, jak stworzyli zestaw czterech pisaków, które służą do nakładania warstw różnych materiałów w celu utworzenia świecących diod LED na podłożach takich jak papier.

Materiały osadzane przez pisaki zostały zaprojektowane tak, aby miały podobne właściwości jak atrament używany w pisakach, dzięki czemu diody LED można rysować ręcznie. Ponieważ diody LED można rysować na elastycznych materiałach, technologię tę można wykorzystać do tworzenia elektroniki do noszenia.

Więcej możesz przeczytać w tym artykuł w Fizyka przez Sarę Wells.

Znak czasu:

Więcej z Świat Fizyki