Электрическое поле может заставить две полностью смешанных жидкости отделяться, исследователи показали. Удивительно простой результат мог бы когда-нибудь направить поток жидкости через крошечные капилляры в высоких технологиях «mircofluidic» устройства или управлять видео показами.Нефть и вода никогда могут не смешиваться, но много комбинаций двух жидкостей не так строги.
Выше критической температуры они смешаются. Ниже той температуры они только смешаются в кривых пропорциях. Попытайтесь вызвать более уравновешенную смесь, и комбинация спонтанно распадается на две «фазы» – один состоящий прежде всего из первой жидкости, другой состоящий прежде всего из второго.
Такое разделение фазы объясняет, почему ликеры вкусом анисом, такие как пасты и узо идут облачные, когда растворено водой; облачность фактически состоит из крошечных капелек одной фазы, приостановленной в другом.В течение многих десятилетий исследователи пытались управлять таким смешиванием и разделением, среди прочего, применяя электрические поля.
Если область пространственно однородна, это должно быть чрезвычайно сильно – более сильный, чем области, стимулирующие освещение через воздух – и смесь должна быть в нескольких сотых частях градуса критической температуры. Однако неровное электрическое поле аккуратно разделяет жидкости в более низких полевых сильных местах и более широком диапазоне температур, физического химика Ладвика Лейблера и коллег в городе Париже Промышленное Высшее учебное заведение Физики и Химии (ESPCI) отчет в выпуске 29 июля Природы.
Используя пару индиевых электродов оксида олова, окрашенных на стеклянное понижение, исследователи отделили смесь нефти силикона и керосин, полученный из жира из печени акулы. Метод работает, потому что эти две жидкости реагируют по-другому на электрическое поле. Нефть силикона более легко «поляризована» и мигрирует к местам, где область является самой сильной, перемещая керосин.
Когда область достигла определенной силы, смесь, внезапно разделенная на две фазы, с богатой силиконом фазой, выравнивающей края крошечных электродов. Тот же подход должен работать на множество жидкостей. «Это – одна из тех вещей, что, как только Вы видите его, это кажется очевидным», говорит Дэвид Грир, физик в Нью-Йоркском университете. «Но пока Вы не видите его, очевидно это не».
Пьер Вильтзию, физик в Университете Иллинойса, Равнине Урбаны, говорит, что, если исследователи могут далее уменьшить напряжения и увеличить диапазон температур, результат мог бы быть полезным в большом разнообразии технологий масштаба микрометра. «Это не журавль в небе», говорит Вилциус, «это имеет реальный потенциал для заявлений».