ทรายที่ไหลขึ้นเนิน ไฟ LED ที่เขียนด้วยลายมือ – Physics World

ทรายที่ไหลขึ้นเนิน ไฟ LED ที่เขียนด้วยลายมือ – Physics World

Time Stamp: 22 กันยายน 2023 12:32 น.

[เนื้อหาฝัง]

แม้ว่าจะดูเหมือนเป็นวัสดุธรรมดา แต่พฤติกรรมที่หลากหลายและอุดมสมบูรณ์ของทรายทำให้นักฟิสิกส์หลงใหลมายาวนาน ตั้งแต่การสร้างและการเคลื่อนที่ของเนินทรายอันยิ่งใหญ่ ไปจนถึงรูปแบบของระลอกคลื่นเล็กๆ ที่ปรากฏบนชายหาด

ขณะนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Lehigh ในสหรัฐอเมริกาได้นำการเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กแบบใหม่มาใช้กับไดนามิกของทราย ทรายประกอบด้วยทรงกลมโพลีเมอร์ที่เรียกว่าไมโครโรลเลอร์ ซึ่งมีซีกโลกหนึ่งเคลือบด้วยวัสดุแม่เหล็ก เมื่อแม่เหล็กหมุนไปข้างใต้ภาชนะที่ยึดไมโครโรลเลอร์ไว้ พวกมันก็เริ่มไหลขึ้นเนิน

ทีมงานคิดว่าพฤติกรรมแปลกประหลาดนี้สัมพันธ์กับการที่อนุภาคมีปฏิสัมพันธ์กันในสนามแม่เหล็ก พวกเขาพบว่าสนามแม่เหล็กทำให้อนุภาคหมุนและเกาะติดกันเป็น "คู่" แล้วสลายตัว

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเชิงลบ

ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุที่เป็นเม็ดละเอียดซึ่งมีมุมการวางที่เป็นลบ มุมพักผ่อนคือมุมที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับกองทรายทรงกรวย ซึ่งเกินกว่านั้นกองทรายจะพังทลายลง นักวิจัยกล่าวว่ามุมลบนี้เป็นผลมาจากค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างอนุภาค

“จนถึงตอนนี้ คงไม่มีใครใช้คำ [เชิงลบ] เหล่านี้” สมาชิกในทีมกล่าว เจมส์ กิลคริสต์พร้อมเสริมว่า “พวกมันไม่มีอยู่จริง”

ทีมงานกล่าวว่าคุณสมบัติแปลกๆ เหล่านี้ทำให้อนุภาคทำงานร่วมกันเพื่อทำสิ่งที่ขัดกับสัญชาตญาณ เช่น ไหลขึ้นกำแพงและปีนบันได นักวิจัยเชื่อว่าปรากฏการณ์ที่น่าสงสัยนี้สามารถนำไปใช้ได้หลากหลาย รวมถึงไมโครโรโบติกส์

คุณสามารถดูการทำงานของทรายแม่เหล็กได้ในวิดีโอด้านบน และอ่านเกี่ยวกับการวิจัยได้ใน การสื่อสารธรรมชาติ.

หมึกแอลอีดี
วิธีการทำงาน: สมาชิกในทีม Junyi Zhao เขียนไฟ LED แบบกำหนดเองบนกระดาษ (ซ้าย) ปากกาชนิดเดียวกันนี้สามารถใช้วาดบนฟอยล์อลูมิเนียม (ขวาบน) และสร้างภาพร่างแบบเติมแสงได้ (ขวาล่าง) (เอื้อเฟื้อโดย: วังแล็บ)

คุณต้องการรับวันเกิดที่เขียนด้วยลายมือหรือการ์ดคริสต์มาสที่สว่างเป็นสีต่างๆ อย่างไร ผู้อ่านบางคนอาจพบว่าเรื่องนี้น่าขบขัน ในขณะที่คนอื่นๆ อาจมองว่าเป็นรสนิยมที่ไม่ดี แต่ไม่ว่าความคิดเห็นของคุณจะเป็นเช่นไร ไฟ LED ที่เขียนด้วยลายมือก็กลายมาเป็นของจริงแล้ว ต้องขอบคุณนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์และเพื่อนร่วมงาน

เขียนเข้า Photonics ธรรมชาติพวกเขาอธิบายถึงวิธีที่พวกเขาสร้างชุดปากกาสี่อันที่ใช้เพื่อซ้อนชั้นของวัสดุที่แตกต่างกันเพื่อสร้างไฟ LED ที่เรืองแสงบนพื้นผิว เช่น กระดาษ

วัสดุที่ฝากไว้ในปากกาได้รับการออกแบบให้มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับหมึกที่ใช้ในปากกา ดังนั้นจึงสามารถวาดภาพ LED ด้วยมือได้ เนื่องจาก LED สามารถวาดบนวัสดุที่มีความยืดหยุ่น เทคโนโลยีนี้จึงสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้

คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ในเรื่องนี้ บทความใน ฟิสิกส์ โดย ซาราห์ เวลส์.

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์