Кажется удивительным, что стекло, падая на стол, не разбивается. А всё благодаря воздуху. При падении стекла воздух, выходящий из-под него, создаёт воздушную подушку, на которую стекло плавно и приземляется. При этом кинетическая энергия, поглощаемая стеклом, распределяется по всей площади стекла, а не сосредотачивается в одной конкретной точке. К тому же и стол тут не простой, а через него продувается воздух, чтобы стеклу было легче скользить. Тут нужно вспомнить про аэрохоккей и всё станет гораздо понятнее.
#физика

Возьмёмся за руки, друзья!

Физики запрограммировали коллоидные частицы на микроскопическую самоорганизацию. 

Всё в этом мире как-то связывается и самоорганизуется. И подобно тому, как 1-го сентября школьники собираются в классы, а любители пива (конечно, с QR-кодами) в пивнушках в пятницу вечером, атомы объединяются в молекулы, а коллоидные частицы (то есть наночастицы) могут самоорганизовываться в заранее определенные структуры.

Ученые давно ищут способы самосборки молекул и добились прорывов во многих областях. Однако гораздо менее изучены системы, в которых эти крошечные частицы самоорганизуются с заранее запрограммированным числом связей.

Вот американский учёные и провели серию экспериментов, чтобы понять, как можно манипулировать поведением частиц с помощью молекул ДНК на их поверхности. Для этого микрокапли размером в 25 раз меньше пылинки покрывали линкерами ДНК. Такие линкеры или соединители – это молекулярные инструменты, обладающие «липкими концами», к которым могут прилипать другие микрокапли. Вот на видео мы и видим, как синяя частица при комнатной температуре (температура показана цифрами справа вверху) первоначально связывается с тремя красными частицами, что соответствует её валентности, то есть количеству связей. При нагревании (видите циферки побежали вверх?!) эти связи разрываются, но при охлаждении частица снова связывается с тремя красными частицами. Полученный результат подразумевает, что ДНК связи между частицами обратимы и могут перестраиваться на поверхности частицы для оптимизации валентности.

Исследователи могут теперь задавать количество частиц, которые могут прилипать к заданной частице: например, пять частиц, которые прилипают только к одной частице, 10 - к двум, 20 - к трем или в любой другой комбинации. Это позволит создавать материалы с определенной топологией или архитектурой.

Так что помни, ДНК может объяснить многое, и даже то, как самоорганизуются микрокапли с их помощью, но что в этом ДНК заставляет людей связываться с ТикТоком учёным пока не известно.
Инфа отсюда.
#физика

Охладись!

Ткань из искусственного шёлка с наночастицами поможет легче переносить жаркую погоду.

Жара – штука неприятная. И если вы летом живёте в местности, где температура редко опускается ниже 30-35 градусов, то надо как-то охлаждаться. Те, кто побогаче – не вылезают из-под кондиционеров, люди среднего достатка – из-под вентиляторов, а жадные и нищие охлаждаются или холодным пивом, или в ближайшем Магните.

Но китайские исследователи пошли другим путём и вдохновлялись шёлком, который на коже ощущается приятно прохладным. А всё потому, что шёлк отражает большую часть падающего на него солнечного света – в основном волн инфракрасного и видимого диапазонов, – а также легко излучает тепло.

Учёные смогли создать шёлк, который может блокировать большинство падающего на него солнечного света – около 95 процентов! А всё за счет внедрения в волокна наночастиц оксида алюминия, которые отражают ультрафиолетовые волны солнечного света. На картинке мы видим схематичное изображение ткани с наночастицами оксида алюминия (вверху) и сам шёлк с его электронной микроскопией (внизу).

Когда исследователи поместили свой искусственный шёлк на солнечный свет, то обнаружили, что он оставался на 3,5 ° C холоднее, чем окружающий воздух. И это из-за его способности отражать большую часть солнечного света и излучать тепло. Это первая ткань, которая при солнечном свете остается холоднее окружающего воздуха.

Исследователи также обнаружили, что, когда они покрыли искусственным шёлком поверхность, имитирующую кожу, то под прямыми солнечными лучами кожа оставалась на 8 ° C холоднее, чем при использовании натурального шёлка, и на 12,5 ° C холоднее, чем при использовании хлопка.

Так что помни, новый искусственный шёлк удобен в носке, обладает хорошей воздухопроницаемостью, его можно многократно стирать и сушить, а если его использовать в комбинации с кондёром и холодным пивом, то даже можно замёрзнуть. Но это не точно.
Инфа отсюда.
#физика

На острове Тенерифе, который самый крупный из Канарских островов, можно наблюдать это завораживающее явление, которое носит название море или океан облаков. И сходство с водой тут просто феноменальное.

Такое море облаков обычно образуется в долинах или над морем в условиях инверсии температуры, то есть, когда с изменением высоты происходит изменение и температуры. При этом влажность может достигать таких значений, что порисходит конденсация и образуются очень однородные слоистые, или слоисто-кучевые облака, или туман. Выше этого слоя облаков воздух должен быть сухим. Это достаточно обычная ситуация в зоне высокого давления, когда воздушные потоки охлаждаются или за счёт прохлады летних ночей, или морской воды.
#физика

Баллистический гель и замедленная съёмка позволяют рассмотреть такую интересную штуку, как дизель эффект.

Баллистический гель – это большой кусок плотного геля из желатина, который отлично имитирует живые ткани человека. Обычно используется при испытаниях огнестрельного оружия и знаком всем любителям «Разрушителей легенд» (MythBusters).

А вот замедленная съемка видео при помощи баллистического геля показывает все нюансы дизель эффекта! Когда в гель попадает пуля, она передает свою энергию гелю, и происходит быстрое расширение полости, оставшейся после похождения пули. Во время этого процесса часть материала в полости испаряется. После выхода пули из баллистического геля, полость в нём начинает схлопываться. Возникает сильное сжатие и резкое повышение давления горючих паров. Температура повышается и происходит самовоспламенение испарившегося материала. А дальше мы видим вспышку и выхлоп сгоревших газов.
Так что дизель эффект – это самовоспламенения паров вследствие сильного сжатия.
#физика

2D – это вам не 3D

Исследователи сообщили о сверхнизком трении двумерного магнитного материала магнетена.

Разница между плоскими или двумерными вещами и объёмными – огромна. Достаточно взглянуть на живот гаишника дяди Васи из пятого подъезда и сравнить его с животами фитаняшек в инсте. Действительно, двумерные (2D) материалы, если мы копнём поглубже до уровня атомов, могут демонстрировать свойства, которые их сильно отличают от объемных форм. В результате у 2D-материалов можно найти множество интересных для применения характеристик, таких как низкая плотность дефектов, сверхёмкость, высокая прочность в плоскости или сверхсмазывание при трении.

Лучшим примером 2D-материалов является наш любимый графен. Например, листы графена демонстрируют крайне низкое трение, потому что они очень слабо связаны и могут легко скользят друг относительно друга. Дело в том, что они связаны между собой только слабыми силами, известными как силы Ван-дер-Ваальса. Но не графеном единым живут учёные.

Вот группа исследователей из Технического университета Торонто и Университета Райса сообщила о том, что сверхнизкое трение, как у графена, наблюдается при трении материала магнетена.

В то время как графен состоит из углерода, магнетен состоит из магнетита, формы оксида железа, которая обычно существует в виде трехмерной решетки. Учёные обработали трехмерный магнетит с помощью высокочастотных звуковых волн, чтобы аккуратно отделить слой, состоящий всего из нескольких листов двухмерного магнетена. Структура такого магнетена на картинке: темно-красные сферы изображают железо, а более светлые красные – кислород.

Затем исследователи поместили листы магнетена в атомно-силовой микроскоп. В этом устройстве зонд с острым наконечником тянут по поверхности листа магнетена для измерения трения. Этот процесс можно сравнить с тем, как иголка проигрывателя перемещается по поверхности виниловой пластинки.

Оказалось, что трение между кончиком зонда и самым верхним слоем магнетена было таким же низким, как и в графене. Но в магнетене нет сил Ван-дер-Ваальса, поэтому механизм суперсмазывания другой и связан с квантовыми эффектами, возникающими при переходе от 3D объекта к 2D.

Так что помни, в мире много полезных плоских или 2D вещей. Теперь это и магнетен – двумерный оксид железа, который также хорош при трении, как и графен!
Инфа отсюда.
#физика

Вот такие ледяные сталагмиты могут вырасти если открыть баллон со сжатым воздухом. И этому чуду есть объяснение – эффект Джоуля-Томсона. Суть эффекта в том, что при комнатной температуре все газы, кроме водорода, гелия и неона, при расширении понижают свою температуру. Вот когда мы выпускаем воздух из баллона, в котором он находится под давлением выше 1 МПа, то давление уменьшается, воздух расширяется, а температура при этом резко падает. Причём падает так сильно, что влага из воздуха замерзает, и на полу растёт сосулька.
#физика

Сегодня смотрим на такое чудо природы, как квантовые точки. Тема хайповенькая, но достаточно узкоспециальная. Квантовые точки – это обычно наноразмерные частицы полупроводников, в которых носители заряда ограничены по всем трём измерениям. Их сверхмалые размеры в несколько нанометров вызывают квантовые эффекты, что проявляется в уникальных люминесцентных свойствах. То есть изменение размера квантовых точек приводит к изменению длины волны излучения, а излучаемый свет чистый и яркий. При этом более крупные частицы излучают более длинные волны: квантовые точки размером 2 нм — голубой свет, 3 нм — зелёный, 6 нм — красный. В случае самых больших квантовых точек энергия излучения пропорциональна ширине запрещенной зоны полупроводника.
Квантовые точки уже используют, например, в телевизорах на квантовых точках – технологии QD-LED или QD-OLED.
#нано #химия #физика

Сегодня физика для самых маленьких или Солнце не расист.

Свет – это электромагнитная волна или излучение, которое достигая других тел частично отражается, а частично поглощается. При поглощении энергия теплового излучения переходит во внутреннюю энергию тела и само тело нагревается. При этом, как мы видим на гифке, тёмные тела поглощают энергию лучше, чем светлые. А значит они и нагреваются сильнее, что мы и видели, когда тёмные шарики лопались, а светлый нет.
#физика

Индукционные варочные панели штука прикольная, и так как у нас они не очень распространены, то могут поразить воображение юных и впечатлительных.
Главное отличие индукционной печи от электрической в том, что индукционная плита работает за счет прямого нагрева сковороды или кастрюли, а не поверхности плиты. Под варочной панелью располагаются индукционные катушки из медной проволоки, которые создают магнитное поле за счёт проходящего через них электрического тока. Именно магнитное поле и вызывает непосредственный "нагрев плиты". Принцип работы мы разбирали тут.

А поражает то, что вопреки нашему опыту поверхность печки не горячая, так что теперь обжечься о поверхность панели задача не такая тривиальная.
#физика