'Areia' revestida de ferro feita para subir a colina em um estranho novo experimento: WebCuriosos
Se você visse grãos de areia rolando morro acima, você poderia ser perdoado por pensar que estava assistindo a um Filme de Christopher Nolan. Mas os cientistas descobriram recentemente como um material semelhante à areia pode fluir de volta pelas encostas, sem retroceder no tempo.
Pesquisadores da Lehigh University, nos EUA, projetou tminúsculas partículas que eles chamam de microrrolos, revestindo grãos microscópicos de plástico polimetilmetacrilato em óxido de ferro.
Descobriu-se que a ativação de um campo magnético rotativo perto de um monte inclinado de partículas exerce uma força de torção ou torque um de cada microller individual. Juntamente com uma atração flutuante entre os grãos, a 'areia' subiu encostas e até superou obstáculos contra a força da gravidade.
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“Depois de usar equações que descrevem o fluxo de materiais granulares, fomos capazes de mostrar conclusivamente que essas partículas estavam de fato se movendo como um material granular, exceto que fluíam para cima”, disse ele. diz engenheiro químico e biomolecular James Gilchrist.
A ação foi tão inesperada que os pesquisadores tiveram que inventar novos termos para descrevê-la. O fluxo ascendente é referido como um ângulo de repouso negativo, causado por um ângulo de repouso negativo. coeficiente de atrito isso na verdade aumenta o movimento em vez de retardá-lo, como normalmente seria o caso.
À medida que um torque magnético é aplicado a esses microrrolos, eles giram em torno de seus eixos, forçando as partículas a se unirem temporariamente e agirem em uníssono. Este rolamento e a subsequente coesão permitem que os grãos subam uma encosta.
Um mais forte campo magnético significa mais coesão, relatam os pesquisadores, para que os grãos ganhem mais tração e se movam mais rápido. Os efeitos coletivos são impossíveis se os grãos simplesmente operarem de forma independente.
Ainda é cedo para a investigação, mas há muitos usos potenciais para ela: pense nos cientistas sendo capazes de controlar a forma como as substâncias se misturam ou se separam. A abordagem também poderia ser usada em microrobótica, talvez na distribuição de medicamentos.
Isso tudo está por vir, mas a equipe tem algumas ideias sólidas sobre o que fazer em seguida com sua descoberta – e o trabalho na construção de uma pequena escada para que esses grãos que viajam estranhamente possam subir já começou.
“Este primeiro artigo se concentra apenas em como o material flui morro acima, mas nossos próximos artigos analisarão as aplicações, e parte dessa exploração é responder à pergunta: esses microrrolos podem escalar obstáculos?” diz Gilchrist. “E a resposta é sim.”
“Estamos estudando essas partículas até o fim, experimentando diferentes taxas de rotação e diferentes quantidades de força magnética para entender melhor seu movimento coletivo”.
A pesquisa foi publicada em Comunicações da Natureza.
