熱力学の法則に例外を見出す(UMass Amherst Team Finds Exception to Laws of Thermodynamics)

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2025-04-04 マサチューセッツ大学アマースト校

熱力学の法則に例外を見出す(UMass Amherst Team Finds Exception to Laws of Thermodynamics)

マサチューセッツ大学アマースト校の物理学大学院生アンソニー・レイク氏とその研究チームは、油、水、磁性粒子を混合した液体が、振とう後に常にギリシャの壺のような形状に分離する現象を発見しました。この「形状回復液体」は、従来の熱力学の法則に反する特性を示しています。具体的には、ニッケル製の磁性粒子を含むこのエマルジョンを振とうすると、予測不可能な形状ではなく、常に特定の形状に分離します。この発見は、エマルジョンの安定性や自己組織化に関する新たな理解を提供し、材料科学や工業プロセスへの応用が期待されます。

<関連情報>

形状回復液体 Shape-recovering liquids

Anthony Raykh,Joseph D. Paulsen,Alex McGlasson,Chaitanya Joshi,Timothy J. Atherton,Hima Nagamanasa Kandula,David A. Hoagland & Thomas P. Russell
Nature Physics  Published:04 April 2025
DOIh:ttps://doi.org/10.1038/s41567-025-02865-1

extended data figure 1

Abstract

Binding particles to an interface between immiscible liquids to reduce interfacial tension underpins the emulsification and phase behaviour of composite liquid systems. Nevertheless, we found that the strong binding and two-dimensional assembly of ferromagnetic particles at a liquid–liquid interface not only suppresses emulsification but also increases interfacial tension. Consequently, the particle-stabilized interface in a cylindrical vessel rapidly and reproducibly adopts the shape of a Grecian urn after vigorous agitation. The suppression of emulsification, the rapid formation of a stable, non-planar equilibrium interface shape and the increase in interfacial tension all originate from attractive in-plane dipolar magnetic interactions between the particles.

1701物理及び化学
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