เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง หากคุณเคยเทน้ำลงในกระทะที่ร้อนจัดและเห็นละอองน้ำกลิ้งไปมารอบๆ กระทะเหมือนลูกแก้วเล็กๆ ผลกระทบนี้เกิดขึ้นเนื่องจากเบาะที่เป็นฉนวนของไอน้ำก่อตัวขึ้นระหว่างหยดละอองและกระทะ ซึ่งช่วยให้ของเหลวทำงานในลักษณะที่ปกติจะไม่ทำ รวมถึงบางชนิดที่อาจใช้งานได้จริงหากไม่ต้องการอุณหภูมิสูง นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT)
ได้เสนอวิธีทางเลือกที่อุณหภูมิห้องเพื่อลอยหยดของเหลว
แม้ว่าการทดลองครั้งแรกจะเน้นไปที่น้ำอัดลมที่วางบนพื้นผิวที่กันน้ำได้ดีเยี่ยม เทคนิคนี้สามารถขยายไปยังของเหลวอื่นๆ เช่น น้ำมัน ซึ่งจะทำให้แนวทางสำหรับการใช้งานในกระบวนการทางอุตสาหกรรม
ลดอุณหภูมิไลเดนฟรอสต์ในปี ค.ศ. 1756 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Johann Leidenfrost อธิบายว่าหยดน้ำลอยขึ้นบนไอของพวกมันเองเมื่อวางบนพื้นผิวแข็งที่ร้อน ไอทำหน้าที่เป็นชั้นที่น่ารังเกียจ ป้องกันไม่ให้หยดละอองระเหยอย่างรวดเร็วและปล่อยให้ลอยอยู่เหนือพื้นผิว เนื่องจากแทบไม่มีการเสียดสีระหว่างหยดกับพื้นผิว หยดจึงไหลผ่านได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย หยดน้ำยังสามารถทำให้เร่งความเร็วในทิศทางต่างๆ โดยการเปลี่ยนพื้นผิวของพื้นผิวที่เป็นของแข็ง ซึ่งเป็นสิ่งที่อาจเป็นประโยชน์สำหรับการสร้างอุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง
อุณหภูมิสูงที่จำเป็นสำหรับผลกระทบของไลเดนฟรอสต์ค่อนข้างจำกัดการใช้งาน อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิจัยได้พยายามลดอุณหภูมิที่ต้องการจาก 200 °C เป็น 100 °C หรือต่ำกว่า ทีมที่นำโดยKripa VaranasiและGareth McKinleyประสบความสำเร็จในการทำเช่นนั้น โดยรายงานการลอยตัวของของเหลวที่อุณหภูมิแวดล้อม
เข้าสู่ระบอบการลอยตัวในการทดลอง นักวิจัยเตรียมน้ำที่ “เป็นฟอง” โดยการปั๊มก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ลงในน้ำที่ปราศจากไอออน จากนั้นพวกเขาก็ฝากหยดน้ำขนาดมิลลิเมตรที่อิ่มตัวยิ่งยวดด้วยก๊าซที่ละลายบนของแข็งที่ไม่ชอบน้ำ – นั่นคือสิ่งที่ขับไล่น้ำอย่างแรง พวกเขาถ่ายภาพส่วนต่อประสานใต้หยดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลและวางหยดบนพื้นผิวแข็งโค้งเพื่อศึกษาความคล่องตัวสูงของพวกมัน
McKinley และเพื่อนร่วมงานพบว่าหยดน้ำที่เป็นฟองทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ช่วยให้พวกมันลอยตัวได้นานถึงหนึ่งนาที ในช่วงเวลานี้ หยดน้ำที่ตอนแรกเพิ่งนั่งอยู่บนผิวของแข็งที่มีโครงสร้างดักจับอากาศบนของแข็ง – สถานะ Cassie-Baxter – จะเข้าสู่ระบอบการลอยตัวเมื่อความเข้มข้นของ CO 2 ถึงค่าที่กำหนด
ความเข้มข้นวิกฤตนี้คล้ายคลึงกับอุณหภูมิไลเดนฟรอสต์
แต่แทนที่จะถูกขับเคลื่อนโดยแหล่งพลังงานภายนอก เช่น ความร้อนหรือแรงทางกล นักวิจัยอธิบายว่ามันสะท้อนพลังงานเคมีส่วนเกินที่เก็บไว้ในหยดในรูปของก๊าซละลายการศึกษาหยดน้ำไนโตรเจนเหลวให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการทำความเย็นด้วยสเปรย์ด้วยความเย็น
พื้นที่สมัคทีมงานระบุว่า แอปพลิเคชันสำหรับเอฟเฟกต์ Leidenfrost ใหม่ที่มีความเย็นกว่านั้นรวมถึงการขนส่งหยดแบบไร้แรงเสียดทาน คัดแยกละอองโดยเปลี่ยนระดับของคาร์บอนไดออกไซด์ภายใน การพัฒนาเทคโนโลยีการถ่ายเทความร้อนที่ได้ประโยชน์จากฉนวนอากาศ และสามารถ “ถอนหมุด” หยดได้ตามต้องการ Philippe Bourrianne สมาชิกในทีม อธิบายว่า”ผลลัพธ์ของเราน่าสนใจในทางปฏิบัติ เนื่องจากได้ขยายประโยชน์ของการลอยของเหลวจนถึงอุณหภูมิห้อง และหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในการทำความร้อนพื้นผิว” “เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นที่เห็นว่าการลอยตัวสามารถทำได้ภายใต้สภาวะแวดล้อมด้วยของเหลวทั่วไป เช่น น้ำที่เป็นฟอง”
สมาชิกในทีมDivya Panchanathanเสริมว่าผลกระทบสามารถขยายไปถึงน้ำมันและของเหลวอินทรีย์อื่น ๆ โดยใช้พื้นผิวที่เหมาะสมและก๊าซที่ละลายน้ำได้ การขยายเอฟเฟกต์ไปยังของเหลวที่ไม่ระเหยนั้นจะดึงศักยภาพของเอฟเฟกต์ลอยเป็นฟองออกมาอย่างเต็มที่ เธอบอกกับPhysics World
เครื่องจำลองควอนตัมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเฟสแม่เหล็กเทคนิคนี้ช่วยให้ทีมสร้างเครื่องจำลองควอนตัมที่สามารถตั้งโปรแกรมได้สูง ซึ่งประกอบด้วย 256 qubits ซึ่งรวมกันแล้วสามารถครอบครองสถานะควอนตัมที่เป็นไปได้จำนวนมาก
ในการวิจัยในอนาคต นักฟิสิกส์จะตั้งเป้าที่จะอัพเกรด
การตั้งค่าให้ดียิ่งขึ้นไปอีก โดยการควบคุมลำแสงแหนบแต่ละตัวที่ดีขึ้นและทำให้ระบบสามารถตั้งโปรแกรมได้มากขึ้น การปรับปรุงเหล่านี้สามารถปูทางสำหรับแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย: รวมถึงวิธีการใหม่ขั้นสูงในการศึกษาสสารควอนตัมที่มีความสัมพันธ์อย่างยิ่งยวด การออกแบบฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสมสำหรับการรันอัลกอริธึมควอนตัมที่มีประสิทธิภาพ และการแก้ปัญหาที่ท้าทายในโลกแห่งความเป็นจริงในการคำนวณและการวัด
คอมโพสิตโลหะเหลวชนิดใหม่ที่สามารถรักษาตัวเองได้นั้นสามารถนำมาใช้ทำวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่อ่อนนุ่ม รีไซเคิลได้ วัสดุผสมเหล่านี้ไม่แตกหักแม้ถูกเจาะ และสามารถยืดออกซ้ำๆ ได้โดยไม่สูญเสียค่าการนำไฟฟ้า
วงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ทำจากเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ซิลิกอนหรือแกลเลียมอาร์เซไนด์ที่มีรูปร่างเป็นโครงสร้างขนาดนาโนเมตรที่บัดกรีเข้าด้วยกันด้วยสายไฟ โครงสร้างเหล่านี้มีความแข็งและทึบแสง และไม่สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอ่อนได้อย่างง่ายดาย การใช้งานดังกล่าวรวมถึงสิ่งทออัจฉริยะ อุปกรณ์ชีวการแพทย์ที่ต้องใช้ร่วมกับร่างกาย แผ่นแปะที่ผิวหนังเพื่อตรวจสอบสุขภาพและผิวหนังของหุ่นยนต์ ทั้งหมดต้องใช้วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอ ยืดหยุ่นได้ และยังคงการนำไฟฟ้าได้แม้เมื่อได้รับความเสียหาย ตามหลักการแล้วพวกเขาจำเป็นต้องรีไซเคิลได้เช่นกัน
การเปลี่ยนวงจรที่ไม่ยืดหยุ่นนำโดยMichael Bartlettนักวิจัยจาก Virginia Tech ในสหรัฐอเมริกาได้เสนอให้แทนที่วงจรที่ไม่ยืดหยุ่นแบบเดิมด้วยละอองโลหะเหลวที่นำไฟฟ้าขนาดไมครอนซึ่งกระจายอยู่ในยางที่อ่อนนุ่มและป้องกันที่เรียกว่า styrene-isoprene-styrene (SIS) ด้วยโพลีบิวทาไดอีน ( PBD) เพิ่มเป็นพลาสติไซเซอร์
Bartlett และเพื่อนร่วมงานใช้เทคนิคที่เรียกว่าลายนูนเพื่อสร้างเครือข่ายโลหะเหลวที่เชื่อมต่อกันซึ่งมีการนำไฟฟ้าสูง วิธีการนี้สร้างการเชื่อมต่อระหว่างหยดที่ช่วยให้พวกเขาสามารถกำหนดค่าใหม่ (รักษาตัวเอง) แม้ว่าจะได้รับความเสียหาย ซึ่งหมายความว่ายังคงทำงานต่อไป ตัวอย่างเช่น วงจรที่ทำขึ้นจากคอมโพสิตจะยังคงถ่ายโอนพลังงานแม้ว่าจะมีการเจาะรูเข้าไปก็ตาม เนื่องจากหยดน้ำสร้างการเชื่อมต่อใหม่รอบๆ รู โดยรักษากระแสไว้ ในการเปรียบเทียบ รูในลวดแบบดั้งเดิมจะตัดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ โครงข่ายโพลีเมอร์สามารถยืดออกได้นานกว่า 10 เท่าของความยาวเดิม โดยที่ค่าการนำไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
