RUC-forskere publicerer artikel om skelsættende, nye målinger, der gør os klogere på væsker

Hvorfor bliver en karamel blød, når man holder den i hånden? Og hvorfor størkner flydende glas under nedkøling?

Det er spørgsmål som disse, som forskere fra RUC med en række nye forsøg er blevet klogere på i et samarbejde med forskere fra MIT (Massachusetts Institute of Technology) i USA.

Konkret er det efter 10 års arbejde lykkedes forskere fra ’Glas og Tid’ i samarbejde med en førende forskningsgruppe ved MIT at måle en silikone-olies mekaniske egenskaber over både meget korte tidsperioder og meget lange perioder. De nye metoder giver adgang til at studere molekylernes bevægelser over meget forskellige tidsskalaer.

Resultaterne er netop blevet offentliggjort i det amerikanske tidsskrift PNAS.
 

Vigtig grundforskning

At kunne studere væskers opførsel med præcise målinger er helt afgørende for at få den fulde forståelse af stoffers egenskaber – og derfor vigtig grundforskning, forklarer professor i fysik og grundlægger af ’Glas og Tid’ Jeppe Dyre:

”Mange stoffer, fx glas og plastik, er hårde når de deformeres pludseligt, men flyder efter nogen tid hvis man fortsætter trykket på dem. Det er derfor vigtigt at kunne måle et stofs egenskaber over mange forskellige tidsskalaer, gående fra timer over sekunder og millisekunder helt ned til såkaldte picosekunder, som er en tusindedel af en milliardtedels sekund - et ufatteligt kort tidsrum,” forklarer han.

Konkret har forskerne ved at kombinere syv forskellige eksperimentelle metoder målt sejheden af en silikone-olie, efterhånden som den blev nedkølet, en sejhed som afhænger stærkt af, hvilken tidsskala man måler over. Flere af målemetoderne er nyudviklede til formålet, hvilket er forklaringen på, at artiklen er optaget i det anerkendte tidsskrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of USA).

Selvom der er tale om grundforskning, kan forskerne allerede nu få øje på anvendelsesmuligheder:

”Man er meget interesseret i de mekaniske egenskaber af glas, fx når man skal lave glas til smartphones. Her er det jo vigtigt at lave en glas, som både er hård men samtidig elastisk, så det ikke går i stykker ved tryk og stød. Der forskes også en del i medicin på glasform. Normalt er piller lavet af pulver på krystallinsk form, men det er faktisk lettere for kroppen at opløse medicin på glasform end medicin, som er krystallinsk. Det er derfor interessant at finde ud af, hvordan man sørger for, at medicinen ender som glas i stedet for at krystallisere,” fortæller lektor i fysik på RUC Tina Hecksher, der er førsteforfatter til den videnskabelige artikel.

Eksperimentelle teknikker

Lektor Paolo Sibani, fra Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på Syddansk Universitet, er imponeret over resultaterne:

»Det er væsentligt at udvikle nye eksperimentelle teknikker, som de gør i Roskilde. Og teoretiske fysikere som mig bruger jo de eksperimentelle resultater til at udvikle teorier. Vi har behov for måleresultater, der spænder over mange størrelsesordener, og det er altid udfordrende. Det er meget flot, hvad forskerne her har gjort,« siger han til videnskab.dk

De involverede forskere fra MIT er Darius Torchinsky, Christoph Klieber, Jeremy Johnson og Keith Nelson. Artiklen med resultaterne, som er en udbygning af resultaterne af fire ph.d.-afhandlinger, udkom d. 15. august.

Mere information

For yderligere information kontakt Jeppe Dyre eller Tina Hecksher