Механизмът зад изтъняване на срязването в преохладени течности - физика

Затлъстяване, наднормено тегло, диабет, разбирайте и действайте № 5 - „Ключовият фактор“ - www.regenere.org (януари 2021 г.).

механизмът

Изследователи от университета в Токио съобщават, че структурната ентропия на две тела е ключовата величина за разбиране на динамиката на срязаните преохладени течности и механизма зад феномена на срязване.

Преохладени течности

Течностите са най-слабо разбираното състояние на материята. Тъй като са междинни между газовете и твърдите вещества, тяхното поведение е непредсказуема смес от двете. Стъклообразуващите течности са особено необичайни и могат да се охлаждат под точката им на замръзване без кристализация. Такива преохладени течности стават вискозни с понижаване на температурата и в крайна сметка се превръщат в стъклени твърди частици (стъкла) под температурата на стъклен преход. Виждаме подобно поведение в процеса на издухване на стъкло.

Сега, в статия, публикувана в PNAS, двама изследователи от Института по индустриални науки (IIS) в университета в Токио разкриха нови знания за поведението на преохладени течности, направени от срязване.

Срязват се преохладени течности

Първоначално течността циркулира в свръх охладено срязване ("сцепление"), нейният вискозитет остава непроменен. Но тъй като течността се кара да тече по-бързо, вискозитетът започва изненадващо да намалява и течността става по-лесна за протичане (т.е. става по-малко лепкава). Това явление се нарича изтъняване на срязване и е промишлено важен процес, например когато две смазани повърхности се плъзгат лесно една срещу друга. Въпреки десетилетия изследвания и големи усилия на много изследователи, механизмът зад изтъняване на срязването остава неизвестен.

Изследователите на IIS използваха симулации на компютърни графични карти (GPU), за да симулират множество преохладени течности на компютърни модели, докато те срязват потока. Срязаната преохладена течност не само тече по-лесно; подреждането на молекулите също се променя с повишен поток (наричан още структура на течността). Тези факти затрудняват описването на преохладени срязващи течности с помощта на основни теории. Вместо това изследователите на IIS са използвали ентропия, за да опишат динамиката на преохладените течности. Ентропията е мярка за реда на класиране на системата; кристалът има тенденция да бъде по-подреден от течността и следователно има по-ниска ентропия.