211service.com
Perler og puslespillet om, hvordan de danner perfekte sfærer
Perler, de mest fejlfrie og højt værdsatte af dem, er måske de mest perfekt sfæriske makroskopiske kroppe i den biologiske verden. Hvordan er de så runde?
Så begynder Julyan Cartwright ved universitetet i Granada i Spanien og et par venner i et papir, der giver et interessant svar på dette spørgsmål. En sådan mekanisme skal ikke kun forklare den nærmest sfæriske perfektion, men også dråbeformede perler, som har rotationssymmetri, men ikke er sfæriske, og såkaldte barokperler, der ikke har nogen symmetri.
Svaret viser sig at være baseret på en forholdsvis simpel effekt. Cartwright og co siger, at overfladen af en perle har en skralde-lignende tekstur. Dette genererer en kraft, der har en tendens til at vende perlen, når den vokser i nærvær af tilfældige stød fra omgivelserne. Perlerotation er et selvorganiseret fænomen forårsaget og understøttet af fysiske kræfter fra vækstfronterne, siger de. Roterende perler er et - måske unikt - eksempel på en naturlig skralde.
I mangel af andre kræfter får denne rotationsproces perlen til at blive sfærisk. Små defekter i perlens form kan dog let forvride processen, så visse rotationssymmetrier ender med at blive foretrukne. Resultatet i det tilfælde er, at perlen bliver ikke-sfærisk, men bevarer en rotationssymmetri for at danne en dråbeform, for eksempel.
Barokperler dannes, når defekterne i perlens form forhindrer rotationen i overhovedet at ske. Men væksten fortsætter, hvilket fører til en form, der ikke har nogen rotationssymmetri.
Det er en interessant indsigt, som Cartwright og co siger kunne være nyttig til nanoteknologi. Forståelsen af perlen som en naturlig skralde burde have interesse for teknologiske anvendelser, siger de.
Cartwright og co er ikke klar over, hvad de har i tankerne, men det har aldrig stoppet læsere af Physics arXiv Blog fra at foreslå kreative anvendelser af nye teknologier. Så hvis du har nogle ideer til perle-inspirerede skralder, der kan bruges, så skriv dem venligst i kommentarfeltet.
Ref: arxiv.org/abs/1304.3704 : Perler er selvorganiserede naturlige skralder