NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/te-klein-voor-archimedes-nr-111/

Geprint op :
17 december 2018
00:55:16

Programmaonderzoekers uit Utrecht hebben dit jaar een nieuwe beeldvormingstechniek gebruikt om te bewijzen dat minuscule deeltjes aan het oppervlak van een vloeistof niet meer onderhevig zijn aan de zwaartekracht. Blijft een object wel of niet drijven op een vloeistof? Die vraag bestudeerden de onderzoekers voor deeltjes van enkele nanometers groot. Zij brachten daarvoor nanodeeltjes aan het oppervlak van een vloeistof driedimensionaal in beeld. Dit soort beeldvorming is een primeur.

Geen Archimedes
Voor grote objecten, zoals een boot, verklaart de wet van Archimedes het wel of niet blijven drijven. Deze wet stelt dat de opwaartse kracht, die een object laat drijven, even groot is als het gewicht van de verplaatste vloeistof. Objecten van enkele millimeters lijken deze wet te kunnen schenden. Neem bijvoorbeeld een paperclip of een watervlo. Ze blijven drijven ondanks het feit dat Archimedes' wet dit niet lijkt toe te staan. Ze danken hun drijvende vermogen aan de oppervlaktespanning van water: het wateroppervlak wordt uitgerekt, waardoor een extra opwaartse kracht ontstaat.

Voor objecten die nog een miljoen keer kleiner zijn, met een formaat van enkele nanometers, speelt de zwaartekracht geen significante rol meer. Voor deze objecten blijken slechts de moleculaire wisselwerkingen tussen object, vloeistof en lucht relevant te zijn. Deze wisselwerkingen bepalen of het object vastplakt aan het oppervlak van de vloeistof.

Door de gemaakte microscopische beelden te analyseren, konden de onderzoekers precies berekenen hoe sterk de deeltjes adsorberen aan het grensvlak tussen vloeistof en lucht. Dit onderzoek is een samenwerking tussen de twee groepen van het Utrechtse Debye-instituut voor voor nanomateriaalwetenschap. Zij publiceerden hun resultaten in het vakblad Physical Review Letters.