Ebből sok érdekes következtetés adódik. Például az, hogy a természet már évek óta használ kompozit anyagokat, vagy hogy a tervezés általános elvei a mikroszintre is kiterjednek. Kellemes nézelődést! Be kell vallanom, a képek még engem is lenyűgöznek, pedig személyesen is volt már dolgom különféle mikroszkópokkal.
A kávézacc durvább, mint egy kvantumrendszer
Mi is lehetne furcsa a kávézaccban? Úgy tűnhet, semmi. Pedig ennek az anyagnak különös tulajdonságai vannak. A kvantummechanika, a kolloidkémia és a nemlineáris dinamika metszéspontjában olyan jelenségek bukkannak fel benne, amelyek első pillantásra szinte misztikusnak tűnnek. A kávézacc részecskéi eltérő méretűek és formájúak, és amikor a víz átszivárog rajtuk, változó áteresztőképességű szűrőként viselkednek.
Bizonyos körülmények között a zacc képes „önmagát behangolni” azzal, hogy megváltoztatja a pórusok eloszlását, ami a metamateriális tulajdonságú anyagok viselkedésére emlékeztet – pont azokéra, amelyek elméletileg képesek „elrejteni” a tárgyakat a hullámok elől. Még sok más fizikai sajátossága is van, de a szűrőhatás tökéletesen látszik a felvételen. Na, ezek azok a bizonyos pórusok.
A cápa bőre
A cápa bőre még ennél is érdekesebben néz ki. A tudósok régóta tudják, hogy a cápa nem csupán egy halként viselkedik a vízben, hanem kiváló súrlódáscsökkentő (antifrikciós) tulajdonságokkal is bír. Ennek a rendkívüli „siklósságnak” az okára akkor derült fény, amikor mikroszkóp alatt vizsgálták meg a bőrét. Kiderült, hogy érdekes pikkelyek borítják, amelyek optimalizálják a közeg áramlását. Ma már mesterségesen is készítenek hasonló bevonatokat, amelyeket például a búvárok ruházatára visznek fel.
Egyszerű őrölt bors
A leghétköznapibb őrölt bors, amivel például a csirkét ízesíted, szintén meglehetősen furcsán néz ki. Nézd csak meg a szemcséket: furcsán viselkednek, és a környező tárgyakhoz tapadnak. Sőt, egymáshoz is hajlamosak ragadni. Ez a porszerű anyagokra jellemző viselkedés, amit az elektrosztatikus kölcsönhatás természete okoz. Hasonlóan viselkedik a nyomtatófesték-por (toner) is, ha kiszóródik.
Az anyagtudományban ezt parazita-hatásnak is tekintik: a por reológiai tulajdonságai (vagyis azok, amelyek a „szóródási” képességéért felelnek) függnek a részecskék formájától és méretétől. Ezért nagyon nehéz az olyan finom porokkal dolgozni, amelyeknek rendkívül aprók a részecskéi. Nagyon óvatosan kell bánni az ilyen közegekkel és anyagokkal.
Egyetlen borsszem
Na, ez pedig egyetlen szemcse abból a halmazból, amelyet az előbb megvizsgáltunk.
A pillangó szárnya
A pillangó szárnya nem csupán egy vékony hártya, hanem egy összetett nanoszerkezet, amely egyedi fizikai jelenségeket hoz létre. Ez a felvételen is jól látszik.
A szárnyak színeit nem a pigmentek adják, hanem a mikroszkopikus, bordázott rétegeken megtörő fény interferenciája, ami az árnyalatokat ragyogóvá és letörölhetetlenné teszi. Ez a szerkezet fotonikus kristályként működik: bámulatos hatékonysággal veri vissza a fényt, és új optikai technológiák kifejlesztésére ösztönzi a tudósokat.
A szárny felülete rendkívül víztaszító (szuperhidrofób), ezért a vízcseppek legördülnek róla, és magukkal sodorják a szennyeződéseket és a port, ami természetes öntisztulást eredményez. Egyes lepkefajok a hőáramlást is képesek szabályozni: az infravörös sugárzás visszaverésével vagy elnyelésével szabályozzák a testhőmérsékletüket. A szárnyak sötét területein olyan nanoszerkezetek találhatók, amelyek csökkentik a fényvisszaverődést, így a rovarok kevésbé észrevehetők a ragadozók számára.
A szárnyak anyaga, a kitin, egyszerre könnyű, erős és ellenáll az ultraibolya sugárzásnak. Ezek a tulajdonságok már megihlették a mérnököket, hogy öntisztuló bevonatokat, energiahatékony anyagokat és tükröződésmentes technológiákat hozzanak létre. Meglepő, de a pillangószárnyak tanulmányozása még az épületek passzív hűtésének új módszereinek kidolgozásában is segít.
A ragasztószalag
Hogyan működik a ragasztószalag? Nagyon egyszerűen: van egy polimer hordozószalag, amire egy vékony réteg ragasztóanyagot visznek fel. Úgy tűnhet, hogy a ragasztó egyenletesen oszlik el. De ez nem egészen így van. A ragasztóanyag egy különös struktúrát alkot, amit csak makroszinten érzékelünk egybefüggő rétegnek. A valóságban viszont olyan furcsa, mint ahogy a képen látod. Ez nagyban megmagyarázza, hogy miért képződnek néha buborékok a szalag alatt, vagy miért tapad rosszul.
A hanglemez barázdája
Ilyen képet már láttunk korábban, de itt még nagyobb a nagyítás. Most már jól látszik, hogyan is néz ki a bakelitlemezen az a barázda, amelyben a tű mozgása a felületi egyenetlenségek miatt hangokat kelt.
Egy rozsdás szög felülete
Bevallom, ezt a képet én magam is hihetetlenül érdekesnek találtam. Mindannyian láttunk már rozsdás vasdarabokat. És tudjuk, hogy a rozsda a levegőben lévő oxigén és a fém felületének kölcsönhatásának eredménye. A fém oxidálódik, és egy oxidréteget képez. De még ha semmit sem tudsz az oxidokról és az oxidációról, elég egy ilyen képre pillantanod, és nyilvánvalóvá válik, hogy a rozsda egyfajta természetes bevonat.
A gitárhúr
A gitárhúr felépítése is lenyűgöző. A belső magja általában nagy szakítószilárdságú acélból készül, ami a rugalmasságot és a stabil feszességet biztosítja. A bronzból, nikkelből vagy más ötvözetekből készült palástolás (tekercselés) adja a húrnak a megfelelő hangszínt – a fényes és csengőtől a mély és meleg tónusig. A tekercselés vastagsága és sűrűsége nemcsak a hangzást, hanem a húr élettartamát is meghatározza, megakadályozva a korai elhasználódást.
A húr felületét gyakran különleges polimer bevonattal látják el, ami védi a korróziótól és csökkenti a súrlódást játék közben. Még a klasszikus gitárokhoz készült nejlonhúroknak is komplex, többrétegű a szerkezete, ahol minden egyes réteg a hangzás lágysága és a hangstabilitás közötti egyensúlyért felel.
A narancslé
És végezetül, üdvözöljük a narancslét! Emlékszel arra a furcsa érzésre, amikor ezt az… italt iszod? Na, ezek azok a darabkák, amik ezt az érzést okozzák. Így néznek ki a narancslében úszkáló rostok. A reklámokban ezt általában gyümölcshúsnak hívják.
