Международная команда ученых из Франции и Израиля под руководством физика Эли Слаутскина впервые зафиксировала редкое превращение микрокапли в эмульсии «масло в воде». При нагреве она меняла форму от правильного шестиугольника к шестиконечной звезде. Результаты опубликованы в Physical Review Letters.
Как это устроено?
Капли масла в воде покрыты слоем поверхностно-активных веществ. При охлаждении этот слой затвердевает, образуя кристаллическую оболочку толщиной в несколько нанометров. Она ведет себя как гибкая упругая пленка и удерживает каплю в устойчивом состоянии, пока условия не меняются.
Что увидели под микроскопом?
Ученые постепенно повышали температуру и наблюдали цепочку превращений:
- Сферическая капля превращалась в граненую — принимала форму шестиугольной линзы с выпуклыми ребрами.
- Затем шесть вершин оставались на месте, а ребра между ними прогибались внутрь.
- При дальнейшем нагреве капля резко переходила в форму шестиконечной звезды.
- Если продолжать нагрев, звезда теряла устойчивость, и капля снова становилась сферической.
В чем секрет?
С помощью оптической микроскопии, компьютерного моделирования и физической модели увеличенного масштаба выяснили: кристаллическая оболочка не разрушается и не перестраивает свою структуру. Она просто изгибается и складывается, как бумага в оригами, компенсируя изменение поверхностного натяжения. Механизм назвали «нано-оригами».
Зачем это нужно?
Открытие поможет создавать материалы, которые способны самостоятельно собираться в заданные формы при изменении температуры или других условий. Это шаг к программируемой материи на микроуровне.