หากคุณเคยโยนน้ำลงในกระทะร้อนแดงแล้วมองดูหยดน้ำกลิ้งไปรอบๆ กระทะเหมือนลูกหินแก้วเล็กๆ คุณก็เคยเห็นเอฟเฟกต์ของไลเดนฟรอสต์แล้ว ผลกระทบเกิดขึ้นเนื่องจากไอน้ำที่เป็นฉนวนก่อตัวขึ้นระหว่างหยดน้ำและกระทะ ซึ่งช่วยให้ของเหลวทำงานในลักษณะที่ปกติจะไม่ทำ รวมถึงบางอย่างที่อาจนำไปใช้ได้จริง หากไม่ต้องการอุณหภูมิสูง นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT)
ได้นำเสนอ
ทางเลือกอื่นในอุณหภูมิห้องในการทำให้หยดของเหลวลอย แม้ว่าการทดลองเริ่มต้นของพวกเขาจะมุ่งเน้นไปที่น้ำอัดลมที่วางบนพื้นผิวที่ไม่ซับน้ำสูง เทคนิคนี้สามารถขยายไปยังของเหลวอื่นๆ เช่น น้ำมันได้ ซึ่งช่วยให้เกิดช่องทางในการใช้งานในกระบวนการทางอุตสาหกรรม การลดอุณหภูมิในปี ค.ศ. 1756
โยฮันน์ ไลเดนฟรอสต์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้อธิบายถึงวิธีการที่หยดน้ำลอยอยู่บนไอของตัวเองเมื่อวางบนพื้นผิวของแข็งที่ร้อน ไอระเหยทำหน้าที่เป็นชั้นขับไล่ ป้องกันไม่ให้ละอองระเหยอย่างรวดเร็วและปล่อยให้ลอยอยู่เหนือพื้นผิว เนื่องจากแทบไม่มีแรงเสียดทานระหว่างหยดและพื้นผิว
หยดจึงเลื่อนผ่านอย่างรวดเร็วและง่ายดาย หยดน้ำยังสามารถทำให้เร่งความเร็วไปในทิศทางต่างๆ ได้โดยการเปลี่ยนพื้นผิวของพื้นผิวของแข็ง ซึ่งเป็นสิ่งที่มีประโยชน์สำหรับการผลิตอุปกรณ์ขับเคลื่อนตัวเอง
อุณหภูมิที่สูงที่จำเป็นสำหรับปรากฏการณ์ ค่อนข้างจำกัดการใช้งาน อย่างไรก็ตาม
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้พยายามลดอุณหภูมิที่ต้องการจาก 200 °C เป็น 100 °C หรือต่ำกว่านั้น ทีมที่ประสบความสำเร็จในการทำเช่นนั้น โดยรายงานการลอยตัวของของเหลวที่อุณหภูมิแวดล้อมเข้าสู่ระบอบลอยในการทดลอง นักวิจัยได้เตรียมน้ำที่มีฟองโดยการสูบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 )
เข้าไปในน้ำที่ปราศจากไอออน จากนั้นจึงปล่อยหยดน้ำขนาดมิลลิเมตรที่อิ่มตัวยิ่งยวดด้วยก๊าซที่ละลายบนของแข็งที่ไม่ชอบน้ำมาก ซึ่งก็คือสารที่ขับไล่น้ำได้อย่างมาก พวกเขาถ่ายภาพอินเทอร์เฟซใต้หยดน้ำโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง และยังวางหยดน้ำไว้บนพื้นผิวแข็งโค้งเพื่อศึกษาความคล่องตัวสูง
และเพื่อนร่วมงาน
พบว่าละอองฟองทำให้เกิดเบาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ช่วยให้ลอยได้นานถึงหนึ่งนาที ในช่วงเวลานี้ ละอองที่ตอนแรกเพิ่งเกาะอยู่บนโครงสร้างพื้นผิวที่ขรุขระและกักอากาศบนของแข็ง สถานะแคสซีแบ็กซ์เตอร์ เข้าสู่โหมดการลอยตัวเมื่อความเข้มข้นของ CO 2 ถึงค่า หนึ่ง ความเข้มข้นวิกฤตนี้คล้ายคลึง
พื้นที่ใช้งาน จากข้อมูลของทีมงาน การใช้งานสำหรับเอฟเฟ็กต์ ที่มีน้ำค้างแข็งแบบใหม่นี้รวมถึงการขนส่งหยดน้ำที่ไร้แรงเสียดทาน การคัดแยกหยดโดยการเปลี่ยนแปลงระดับของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ภายในหยดนั้น การพัฒนาเทคโนโลยีการถ่ายเทความร้อนที่ได้รับประโยชน์จากฉนวนอากาศ
และสามารถ “de-pin” หยดได้ตามต้องการ สมาชิกในทีม อธิบายว่า “ผลลัพธ์ของเราเป็นที่สนใจในทางปฏิบัติ เนื่องจากช่วยขยายประโยชน์ของการลอยของเหลวให้อยู่ในอุณหภูมิห้อง และหลีกเลี่ยงต้นทุนพลังงานสูงในการทำความร้อนพื้นผิว” สมาชิกในทีม อธิบาย “เป็นเรื่องน่าตื่นเต้น
ที่เห็นว่าการลอยสามารถทำได้ภายใต้สภาพแวดล้อมด้วยของเหลวทั่วไป เช่น น้ำอัดลม”สมาชิกในทีมเสริมว่าผลกระทบสามารถขยายผลไปยังน้ำมันและของเหลวอินทรีย์อื่นๆ ได้โดยใช้พื้นผิวที่มีพื้นผิวที่เหมาะสมและก๊าซที่ละลายได้ การขยายเอฟเฟกต์ไปยังของเหลวที่ไม่ระเหยดังกล่าว
จะดึงเอาศักยภาพของเอฟเฟกต์การลอยตัวที่เป็นฟองออกมาอย่างเต็มที่ เธอบอกกับกับอุณหภูมิแต่แทนที่จะถูกขับเคลื่อนโดยแหล่งพลังงานภายนอก เช่น ความร้อนหรือแรงทางกล นักวิจัยอธิบายว่ามันสะท้อนพลังงานเคมีส่วนเกินที่เก็บอยู่ภายในหยดในรูปของก๊าซที่ละลาย
สำหรับฟิวซิลลี ต้นกำเนิดของปฏิสัมพันธ์เชิงทิศทางนั้นเป็นรูปทรงเรขาคณิต สำหรับ DNA นั้นอาจเป็นไฟฟ้าสถิตเป็นส่วนใหญ่ แต่ไม่ว่าจุดกำเนิดของมันจะเป็นอย่างไร ผลของการเพิ่มการโต้ตอบนี้ให้กับแบบจำลองของเรานั้นน่าทึ่งมาก เมื่อเราใช้ค่าที่เหมือนจริงของพารามิเตอร์ เช่น ความแข็งของดีเอ็นเอ
(ที่อนุมานจากการศึกษาเฟสของผลึกเหลวของดีเอ็นเอในสารละลาย) การจำลองแสดงให้เห็นว่า เริ่มต้นด้วย DNA ภายในฟาจแคปซิดตอนนี้ถูกสั่งให้มีโครงสร้างคล้ายสปูล ( รูปที่ 3b) ซึ่งสอดคล้องกับแบบจำลองก่อนหน้านี้สำหรับการบรรจุ DNA และภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของ DNA ของฟาจ
ที่สำคัญ
ตอนนี้ปมบิดถูกระงับอย่างมาก และสเปกตรัมของปมก็เข้ากันได้กับปมทดลองมากขึ้นอีกหนึ่งปัญหาจุกจิกในขณะที่ปริศนาของการหายไปของเงื่อนบิดอาจจะถูกไขออกไป แต่คำถามใหญ่ยังคงอยู่ บางคนอาจคาดหวังอย่างไร้เดียงสาว่านอตจะเป็นสิ่งที่ไม่ดีสำหรับฟาจ เพราะเพื่อที่จะแพร่เชื้อได้
พวกมันจำเป็นต้องดีด DNA จากภายในของพวกมันเข้าไปในแบคทีเรีย และการมีนอตอาจทำให้ DNA ติดอยู่ได้ ดังนั้น P4 ผูกปมสูงและยังแพร่เชื้อได้อย่างไร คำตอบสุดท้ายสำหรับคำถามนี้ยังคงค้างอยู่ แต่การจำลองแนะนำว่าคำอธิบายอาจเกี่ยวข้องกับแนวคิดของ “การแปลปม” หากคุณผูกเงื่อนเป็นเชือก
และดึงให้แน่น ในที่สุด เงื่อนจะแปลเป็นภาษาท้องถิ่นจนครอบคลุมพื้นที่เล็กๆ แต่สำหรับ DNA ที่ถูกคุมขังอยู่ใน phage การจำลองของเราชี้ให้เห็นว่าสิ่งที่ตรงกันข้ามเกิดขึ้น: ปมแยกตัวออกและกระจายออกไปทั่วเส้นใย DNA ทั้งหมด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความผูกปมกลายเป็นคุณสมบัติระดับโลกของเส้นโค้ง
ซึ่งไม่สามารถจับได้ด้วยการดูที่เศษเสี้ยวเล็กๆ ของโมเลกุล สิ่งนี้สำคัญมาก เพราะในระหว่างกระบวนการดีด ไดนามิกของเศษส่วนเล็กๆ ดังกล่าว (โดยเฉพาะ บิตที่อยู่ใกล้กับช่องเปิด) ที่กำหนดฟิสิกส์ของกระบวนการ หากปมถูกแยกส่วน ชิ้นส่วนนี้จะดูเหมือนปม ไม่ต่างไปจากปมที่ไม่มีปม ดังนั้น การจำลองแสดงให้เห็นว่าการดีด DNA ควรดำเนินไปด้วยความเร็วใกล้เคียง
แนะนำ ufaslot888g
