Ученые добились левитации магнитной «блохи» в вязкой жидкости
Сотрудник британского Университета Ноттингем Трент случайно обнаружил условия, при которых магнитная «блоха» будет левитировать в жидкой среде под действием магнитных и гидродинамических сил.
Речь идет о миниатюрном бруске, который Дэвид Фэрхерст использовал для смешивания полимера с водой. Зайдя один раз в лабораторию, ученый увидел, что «блоха» не крутится, как обычно, на дне стакана, а левитирует в его центре. Заинтересовавшись явлением, Фэрхерст, вместе с коллегами из Университета Ноттингем Трент, решил изучить этот вопрос. Они выяснили, что в основе поведения «блохи» лежит сочетание магнитных и гидродинамических сил, действующих на нее при вращении на высокой скорости. Открытие может помочь в разработке искусственных пловцов и микрожидкостных насосов.
Выводы проекта представлены в Physical Review Letters.
Команда использовала стандартную магнитную мешалку, создающую вращающееся поле, которое двигает брусок (блоху), помещенный в заполненный жидкостью стакан. При низкой скорости изделие сохраняет центровку. Поля блохи и магнита, создающего поле, указывают в противоположные стороны. При ускорении вращения силы вязкости нарушают этот баланс, пока магнитная сила не превращается из притягивающей в отталкивающую. В результате брусок поднимается со дна емкости.
При быстром вращении ученые также наблюдали покачивание изделия. Используя компьютерную симуляцию, они показали, что процесс стабилизирует левитационное движение блохи в очень вязких жидкостях. Эти выводы были подтверждены экспериментально. Покачивание убирало жидкость от центра бруска, создавая центробежную силу, удерживающую его в стабильном положении. В среде с низкой вязкостью вещество наоборот, подтягивалось, нарушая баланс блохи.
Материалы партнеров:
Читайте другие новости:
Читайте также