Når de ligger på køkkenbordet tager nogle den fineste dråbeform, mens andre bare flyder ud. Det er ikke rigtig muligt at få dem til at splitte sig i to. Og det er måske også lidt kedeligt at forsøge.
Vanddråber på en vandafvisende overflade behøver dog ikke være kedelige. Slet ikke, hvis man tilsætter magnetiske nano-partikler, som forskere ved Aalto University og Paris Tech har gjort det.
Med de magnetiske vanddråber på en overflade og så en magnet under den flade, har forskerne fået vanddråberne til at splitte op og flytte sig rundt.
Dråbernes dans er en fornøjelse at se på, men forskningen er ikke kun for syns skyld, forklarer professor Robin Ras fra Aalto University til phys.org:
»Vi er i gang med den her type forskning, fordi det åbner op for at skabe nye lydhøre og intelligente systemer og materialer.«
Avanceret studie, der kræver viden fra flere forskningsgrene
Studiet er et komplekst stykke tværvidenskabelig forskning, der kombinerer stor viden omkring magnetiske nanopartikel synteser, superhydrofobe overflader, og en dybdegående forståelse af selv-samlende strukturer.
Foruden at være et superkomplekst stykke arbejde, er det også visuelt fængende, fortæller Jaakko Timonen, som bruger arbejdet som en del af hans ph.d.-afhandling:
»I nogle mønstre, ligner dråbernes bevægelser en dans. Vi synes simpelthen det er smukt.«
Og den nyudklækkede forsker høster da også ros for det flotte og svære arbejde fra Robin Ras.
»Jakkoo Timonens brede ekspertise var bærende for at kombinere tre felter, der virker uforenelige: magnetiske nanopartikler, vandafvisende overflader og selv-samling,« siger han til phys.org.
Udgangspunkt for intelligente systemer og materialer
En selvsamlende proces fungerer ved, at flere komponenter danner bestemte strukturer eller mønstre.
Mange naturlige systemer er afhængige af selvsamlende strukturer, og de kan inspirere til nye teknologiske anvendelser. Derfor er den interessant både for forskere og industrien.
»Strukturdannelsen kan enten være statisk, drevet af energi-minimering eller dynamisk og drevet af vedvarende energi. Gennem årene har vi formået at skabe funktionelle materialer baseret på statiske selvsamlede hierarkier. Det modelsystem baner vejen for endnu flere alsidige dynamiske materialer, hvor strukturerne er dannet ved tilførsel af energi,« fortæller professor i anvendt fysik ved Aalto University, Olli Ikkala, ifølge phys.org.
Ved at påvirke det statiske mønster i vanddråberne med svingende magnetfelter, kan de ændres til dynamiske systemer.
De mest komplekse og indviklede mønstre opstod, når der lige akkurat blev tilført nok energi til at vanddråberne gik ind i det dynamiske selv-samlende stadie.
