Дослідники з Aalto University відкрили новий тип ультрашвидких хвиль — «пластронні хвилі»
Цей тип хвиль рухаються зі швидкістю, у 45 разів більшою за звичайні капілярні хвилі. Це досягнення може змінити біотехнології, матеріалознавство та промислову ефективність.
Вчені з Aalto University (Фінляндія) зробили важливе відкриття у фізиці хвиль, дослідивши новий тип руху на водовідштовхувальних поверхнях. Результатом дослідження стало встановлення рекорду швидкості для так званих «пластронних хвиль», які рухаються в 45 разів швидше за звичайні капілярні хвилі. Це відкриття має перспективи для застосування у біотехнологіях, матеріалознавстві та промисловості.
Капілярні хвилі — це явище, яке виникає, наприклад, коли краплі дощу утворюють брижі на поверхні води. Їх вивчають століттями, оскільки вони надають цінну інформацію про властивості поверхонь, якими поширюються. Особливо це корисно в мікрофлюїдиці — дослідженні поведінки рідин на мікроскопічному рівні, що знаходить застосування у біологічних і хімічних системах.
Група вчених з Aalto University, до складу якої увійшли фізики та біомедичні інженери, досліджувала властивості хвиль на поверхнях, створених за зразком листя лотоса. Вони розробили синтетичну надводовідштовхувальну поверхню, яка утримує тонкий шар газу — пластрон — під водою. Цей шар захищає поверхню від корозії та забруднень і одночасно покращує її гідродинамічні властивості.
За допомогою ультразвуку команда вчених викликала рух пластрону, утворивши хвилі, які отримали назву «пластронні хвилі». Ці хвилі поширюються по поверхні води та газовому шару зі швидкістю, що в 45 разів перевищує швидкість традиційних капілярних хвиль. «Ми не лише встановили рекорд швидкості хвиль, але й продемонстрували, як ці хвилі можна використовувати для моніторингу стабільності пластрону,» — зазначив професор Гейккі Ніємінен, один із керівників дослідження.
Стабільність пластрону має вирішальне значення для практичного застосування надводовідштовхувальних матеріалів. «Наш метод дозволяє краще контролювати газовий шар, що відкриває можливості для нових технологій у біомедичних і промислових умовах,» — додав доктор Максім Фоконньє, який проводив експерименти.
Дослідження також має перспективи у сфері біотехнологій. «Ми змогли відстежувати, як пластрон змінюється та поступово розчиняється у воді, аналізуючи варіацію швидкості хвиль з часом. Такий підхід може стати основою для створення сенсорів у фармакології та клітинній технології,» — зазначив Фоконньє.
Це відкриття стало можливим завдяки фінансуванню від Ради з досліджень Фінляндії, Фонду культури Фінляндії та програми HORIZON Європейського Союзу. Результати дослідження опубліковані 12 лютого в журналі Nature Communications.
Науковці сподіваються, що їхня робота не лише відкриє нові горизонти для фундаментальної науки, але й стане основою для інноваційних розробок у різних галузях.
