Фото: pixabay.com
Фізики і математики з Австралії знайшли спосіб максимально щільно упаковувати зерна пшениці, витягнуті капсули ліків або наночастинки, реалізувавши тим самим притчу про відплату з Біблії, говориться в статті, опублікованій в журналі Nature Communications.
"У Євангелії від Луки є наступний рядок – "Давайте, і дасться вам; мірою доброю, натоптаною, струснутою й переповненою насиплють вам у лоно ваше; Бо якою ви мірою міряєте, такою відміряють вам". Цей вірш згадує все ті речі, які ми робили в лабораторії – стискали, трясли і відсипали. Звичайно, я не впевнений, що автори Біблії мали на увазі те ж саме, що і ми", – жартує Мохаммед Саадатфар з Національного університету Австралії в Канберрі.
Проте, визнає фізик, Біблія однією з перших поставила одну з головних і поки не вирішених завдань математики, фізики та хімії – а саме, як можна розмістити зерна пшениці або будь-які інші довгасті структури, щоб вони були максимально щільно і міцно упаковані. Вирішення цього завдання необхідно, зокрема, для того, щоб найбільш ефективно перевозити вантажі, будувати міцніші будівлі з піску і розподіляти наночастинки за матеріалами майбутнього.
Всі спроби "стиснути" зерно або наночастинки провалювалися – в кращому випадку вченим вдавалося змусити їх займати приблизно 64% від загального обсягу матеріалу, утворюючи структури довільної форми.
Саадатфар та його колеги вирішили з'ясувати, чому зерна не можна стиснути ще сильніше, вивчаючи манеру упаковку наночастинок з поліакрилу, які фізики насипали в ємності різних розмірів і форми – в циліндри, кулясті і прямокутні чаші, і "утрясали" за допомогою вібрації в генераторі.
Просвічуючи ці структури за допомогою рентгену і комп'ютерного томографа, Саадатфар і його колеги виявили, що вони насправді мають не випадкову форму, а організовані в набори з п'яти склеєних між собою пірамід, складених з трьох наночасток. Структури такого типу, як зазначають фізики, не можуть упаковуватися щільніше, якщо не примусити їх перетворитися в кубічні кристали – в них неминуче будуть з'являтися великі пори і порожнини.
Зробити це не так просто, як може здатися, бо для цього потрібно докласти дуже точну кількість енергії, щоб не зруйнувати "кристали" і при цьому зробити їх досить нестабільними для перетворення в кубічні структури. Подальші експерименти по "утрусці" і спостереження за рухом наночастинок, як сподіваються вчені, допоможуть зрозуміти, як це можна зробити.
Раніше повідомлялося, що археологи з США розкопали біблійні "міста гріха".