X-MOL
這篇新鮮出爐的《Nature》論文標題“Floating under a levitating liquid”直譯就是“漂浮在懸空的液體下”,這可真不是標題黨。
漂浮在懸空的液體下的小船
法國巴黎文理研究大學(PSL)的Emmanuel Fort教授研究組成功地讓0.5升的液體(硅油或甘油)懸浮在空氣上方,并且讓一艘模型船以上下顛倒的方式在液體下方漂浮。效果如圖:
實現(xiàn)這個反常識的現(xiàn)象靠的是——振動。
對液體持續(xù)施加垂直方向的特定高頻(100 Hz或更高)振動,就能讓液體漂浮在氣體上方。但頻率的最高值受到法拉第不穩(wěn)定性(Faraday instability)的制約。根據(jù)法拉第不穩(wěn)定性原理,當頻率超過一定值液體就會形成一定的圖案,從而不再連續(xù),空氣就會“泄漏”。采用硅油/甘油這種黏度較大的液體就可以提高最終頻率。
實驗裝置結(jié)構(gòu)如圖a所示,有機玻璃容器放在垂直振蕩器上,空氣通過長針頭注入到硅油/甘油液體底部,隨著施加垂直方向的高頻振動,液體就會逐漸懸浮起來(圖b)。圖c和d表示頻率和懸浮效果之間的關(guān)系。而且,類似操作還可以實現(xiàn)兩層相互獨立的懸浮液體(圖e)。
這項研究也有諸多潛在的應用價值,例如:“無容器”的液體反應;通過振動頻率控制氣泡在液體中移動從而調(diào)控氣相和液相的反應;控制物質(zhì)在液體中的輸運(礦物浮選等工業(yè)過程)。