Фізики знайшли спосіб писати у воді
Існує кілька вагомих причин, чому вода не є популярним середовищем для письма каліграфів. Постійно рухаючись і закручуючись, чорнило швидко розтікається і витікає з форми.
Геніальне “перо”, розроблене дослідниками з Університету Йоганна Гутенберга в Майнці (JGU), Технічного університету Дармштадта в Німеччині та Університету науки і технологій Хуачжун у Китаї, може дати художникам абсолютно нове середовище для роботи.
Новий пристрій являє собою крихітну намистину завширшки 50 мікрон, виготовлену зі спеціального матеріалу, який обмінюється іонами в рідині, створюючи зони з відносно низьким рівнем рН. Сліди частинок, зважених у воді, притягуються до кислого розчину. Витягування цієї зони може створювати стійкі, “написані” лінії.
Для того, щоб написане залишалося стійким, прототип рухав воду навколо намистини, а не рухав намистину у воді. Спочатку це робилося вручну, але згодом був використаний програмований рокерний пристрій.
Ілюстрація, що показує, як працює письмо. (Меллер та ін., Смолл, 2023)
“У водяній бані розміром не більше монети в один євро ми змогли створити простий візерунок, схожий на будиночок, розміром із заголовну літеру “i” шрифтом у 18 пунктів, а потім розглянули його під мікроскопом”, – каже фізик Томас Палберг з Єльського університету. “Але ми все ще перебуваємо лише на попередньому етапі”.
Мікроскопічний розмір пера – і той факт, що вода рухається навколо нього, а не навпаки – гарантує, що рідина залишається максимально стабільною. Лінії залишаються видимими понад 15 хвилин, і є потенціал для формування чітких форм за допомогою світлових технологій, які зупиняють і запускають іонний обмін.
Окрім фізичних експериментів, команда також працювала над теоретичними моделями, щоб з’ясувати механізми, які лежать в основі цього явища.
Вони припускають, що існує потенціал для поширення техніки на інші типи ручок, наприклад, нагрітих лазером, які могли б самостійно прокладати собі шлях крізь воду.
Деякі з прикладів письма на воді. (Меллер та ін., Смолл, 2023)
“Це могло б навіть дозволити велике паралельне написання структур у воді”, – каже фізик Бенно Лібхен з Дармштадтського технічного університету. “Отже, цей механізм також може бути використаний для створення дуже складних структур щільності у рідинах”.
Як кажуть самі дослідники, для цієї технології ще дуже рано, але вона відкриває цілу низку можливостей – від створення нових видів мистецтва до можливості відстежувати хімічні сліди, коли вони рухаються крізь рідини.
Люди записують інформацію вже близько 5 000 років, а різні форми фігуративного та абстрактного мистецтва створюють набагато довше. Наше бажання малювати значно еволюціонувало протягом історії. Можливість писати на воді та інших рідинах означає можливість для ще більшого розвитку в майбутньому.
“Загалом, цей підхід відкриває універсальний шлях для письма, малювання та створення візерунків на рідинах – навіть на мікрорівні”, – пишуть дослідники у своїй опублікованій статті.
Дослідження було опубліковано в Small..
