Sorprendente scoperta scientifica: un liquido torna alla sua forma originale e sfida i libri di testo
Gli scienziati hanno fatto una sorprendente scoperta, quella che chiamano una "soluzione liquida che ripristina la forma", sfidando alcune aspettative consolidate basate sulle leggi della termodinamica.
Un team di ricercatori guidato da uno studente laureato in fisica presso l'Università del Massachusetts Amherst ha fatto la sorprendente scoperta di quello che chiamano un "liquido che ripristina la forma", sfidando alcune aspettative di lunga data derivanti dalle leggi della termodinamica.
"Immaginate il vostro condimento italiano preferito per l'insalata", afferma Thomas Russell, professore emerito di scienza e ingegneria dei polimeri presso l'UMass Amherst e uno degli autori principali dell'articolo. "È fatto con olio, acqua e spezie e, prima di versarlo sull'insalata, lo si agita per amalgamare tutti gli ingredienti."
Sono queste spezie, quei piccoli pezzettini di qualcos'altro, che permettono all'acqua e all'olio, che normalmente si escludono a vicenda, di mescolarsi, in un processo chiamato emulsificazione, descritto dalle leggi della termodinamica.
Un liquido che conserva la forma
L'emulsione è la base per una vasta gamma di tecnologie e applicazioni che vanno ben oltre i condimenti, e un giorno, Anthony Raykh, studente laureato presso l'UMass Amherst, era in laboratorio a mescolare un lotto di questo "condimento per insalata" scientifico per vedere cosa poteva creare, solo che al posto delle spezie stava usando particelle di nichel magnetizzate, "perché puoi progettare tutti i tipi di materiali interessanti con proprietà utili quando un fluido contiene particelle magnetiche", afferma Raykh.
Preparò il composto, lo agitò e, con sorpresa di tutti, il composto assunse questa bellissima e incontaminata forma di urna. Non importa quante volte o con quanta forza la scuotesse, l'urna tornava sempre alla sua forma originale.
"Ho pensato: 'Che cos'è questo?' "Così ho camminato per i corridoi del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Polimeri, bussando alle porte dei miei professori e chiedendo se sapevano cosa stava succedendo", continua Raykh. Nessuno lo sapeva. Ma ha catturato l'attenzione di Russell e David Hoagland, professore di scienza e ingegneria dei polimeri presso l'UMass Amherst, l'altro autore principale dell'articolo e specialista in materiali morbidi.
"Osservando attentamente le singole nanoparticelle di nichel magnetizzate che formano la barriera tra acqua e olio", afferma Hoagland, "possiamo ottenere informazioni estremamente dettagliate su come si assemblano le diverse forme. In questo caso, le particelle sono così fortemente magnetizzate che il loro assemblaggio interferisce con il processo di emulsificazione, come descritto dalle leggi della termodinamica".
In genere, le particelle aggiunte a una miscela di olio e acqua riducono la tensione all'interfaccia tra i due liquidi, consentendone la miscelazione. Tuttavia, in un colpo di scena inaspettato, le particelle dotate di sufficiente magnetismo aumentano la tensione interfacciale, piegando il confine tra olio e acqua in una curva elegante.
"Quando vedi qualcosa che non dovrebbe essere possibile, devi indagare", afferma Russell. Sebbene non vi siano ancora applicazioni per la sua innovativa scoperta, Raykh è entusiasta di scoprire come questo stato mai visto prima possa influenzare il campo della fisica della materia soffice.
Riferimenti allo studio
Anthony Raykh et al, Shape-recovering liquids, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02865-1