无厘头研究
物理学家找到了一种在水中写字的方法
概要：
德国和中国科学家研发出一种巧妙的“笔”，可以在水中书写持久的线条。这种新设备是一粒50微米宽的特殊材料小球，可以与液体中的离子交换，形成相对低pH值的区域。然后，悬浮在水中的微粒会被吸引到酸性溶液中。绘制这个区域可以形成持久的“书写”线条。为保持书写稳定，原型机将水移动到小球周围，而不是小球在水中移动。研究人员使用显微镜在一欧元硬币大小的水槽中制作了一个简单的房屋图案，线条宽度仅为18磅字体一个“i”字点的大小。这项技术还处于初级阶段，但为在液体中书写和绘画打开了各种可能性，也可以用于追踪化学物质在液体中的运动。
有几个非常好的原因解释了为什么水不是书法家们常用的媒介。由于不断变化和涡流，墨水很快就会扩散并流失形状。
德国约翰内斯·古腾堡大学(JGU)、达姆斯塔特工业大学(TU Darmstadt)和中国华中科技大学的研究人员开发出了一种巧妙的“笔”，可以为艺术家提供全新的创作媒介。
这种新设备是由一种特殊材料制成的微小珠子，直径为50微米，可以在液体中交换离子，形成相对低pH值的区域。悬浮在水中的微粒会被吸引到酸性溶液中，通过绘制该区域可以形成持久的“书写”线条。
为了保持书写的稳定，原型机将水绕珠子周围移动，而不是将珠子放入水中。最初是手动操作，后来使用了可编程的摇摆装置。
“在一个不大于一欧元硬币大小的水槽中，我们能够在一个18号字体的'i'字符的点上制作出一个简单的房屋状图案，然后在显微镜下观察到这个图案，”来自JGU的物理学家Thomas Palberg说道。“但我们仍然处于初步阶段。”
这种笔的微小尺寸以及水绕它周围移动的事实，确保液体保持尽可能稳定。这些线条可持续可见超过15分钟，并且有可能使用基于光的技术形成不同的形状，以停止和开始离子交换。
除了物理实验，团队还进行了一些理论模型的研究，以弄清这里的基本机制。
他们认为这种技术有潜力扩展到其他类型的笔，例如通过激光加热的笔，可以自行穿过水。
“这甚至可以实现在水中进行大规模并行的结构书写，”来自达姆斯塔特工业大学的物理学家Benno Liebchen说道。“因此，这种机制也可以用于在流体中生成高度复杂的密度图案。”
正如研究人员自己所说，这项技术还处于非常早期的阶段，但它为各种可能性打开了大门，从创造新型艺术到能够追踪化学痕迹在液体中的移动。
人类已经有5000多年的历史来记录事物，并且在更长的时间里创造各种形式的具象和抽象艺术。我们对绘画的渴望在历史上发生了很大的变化。能够在水和其他液体中书写意味着未来有更多的进化机会。
“总的来说，这种方法为在流体中书写、绘画和图案化提供了多样化的途径，即使在微观尺度上也是如此，”研究人员在他们的论文中写道。
该研究已发表在《Small》杂志上。
本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。