دانشمندان برای اولین بار موفق شدند روی آب بنویسند

یورونیوز: گروهی از محققان آلمانی توانسته‌اند با استفاده از یک تکنیک منحصر به فرد، روی آب حروف و خطوطی را رسم کنند که به همان حالت باقی بمانند.

دلیل‌های کاملاً موجهی وجود دارد که چرا آب برای خوشنویسان وسیله محبوبی جهت نوشتن به حساب نمی‌آید. یکی از مهم‌ترین آنها این است که ذرات آب تحرک زیادی دارند و به همین خاطر مدت زیادی طول نمی‌کشد تا جوهر پخش شود و خطوط رسم‌شده از شکل اولیه خود خارج شوند.

حالا اما محققان در دانشگاه فنی دارمشتات و دانشگاه یوهانس گوتنبرگ آلمان قلم مبتکرانه‌ای را ابداع کرده‌اند که به هنرمندان اجازه می‌دهد بتوانند روی آب بنویسند.

در این روش دانشمندان با ساخت نواحی اسیدی در آب و به کارگیری یک قلم میکروسکوپی، توانستند خطوط نوشتاری پایدار را در آب ایجاد کنند. آنان برای این کار از خواص یک فرآیند شیمیایی به نام «دیفیوزیوسموز» استفاده کردند. این فرآیند به زبان ساده حرکت خود به خودی انواع مختلف ذرات است که به دلیل اختلاف غلظت در یک مخلوط مایع ایجاد می‌شود.

در این فرآیند مخلوط مایع آب که حاوی غلظت کمی از ذرات باردار به نام یون است، به عنوان «کاغذ» عمل می‌کند. از سوی دیگر «جوهر» از ذرات کلوئیدی (یا چسب‌سان) بزرگی تشکیل شده است که به صورت نازک در کل محلول پخش می‌شوند. «قلم» نیز در این فرآیند یک دانه کوچک تبادل یونی است؛ ذره‌ای که قادر است ذرات باردار در مایع را با ذرات باردار مختلف و کوچکتر مبادله کند.

پروفسور بنو لیبچن در این باره می‌گوید: «وقتی یون‌های بزرگ‌تر را با یون‌های کوچک‌تر مبادله می‌کنید، یون‌های کوچک‌تر می‌توانند سریع‌تر حرکت کنند و یا پخش شوند و این منجر به تفاوت در غلظت می‌شود. این نحوه غلظت در توزیع یون باعث می‌شود مایع متحرک، ذرات کلوئیدی قابل مشاهده یعنی همان به اصطلاح جوهر را به همراه خود حمل کنند.»

در این تحقیق علمی پژوهشگران موفق شدند با ضخامت حدود یک‌دهم میلی‌متر روی آب بنویسند. خطوط رسم‌شده نیز برای مدت ۱۵ دقیقه در آب دوام آورند.
حک خطوط روی آب با ضخامت یک‌دهم میلیمترمحققان برای خطاطی روی آب، از نیروی گرانش استفاده کردند تا بتوانند قلم مهره تبادل یونی را هدایت کنند و حروف و اشکال را روی مایع بنویسند.

دکتر لیبچن در این باره گفت: «نکته مهم این است که چون قلم کوچک است، مایع اطرافش را بیش از حد مشوب نمی‌کند. در واقع به اصطلاح یک خودکار آب را به هم می‌زند و آنچه را که می‌نویسید از بین می‌برد. اما ذرات کلوئیدی آنقدر بزرگ و سنگین هستند که نمی‌توانند در آب ساکن حرکت کنند و به همین دلیل است که خطوط قابل مشاهده هستند.»

وی درباره نقش به اصطلاح جوهر نوشتاری در این فرایند گفت: «اگر ذرات جوهر خیلی کوچک باشند، آنها را خیلی خوب نمی‌بینید یا خیلی حرکت می‌کنند. در مقابل اگر این ذرات خیلی بزرگ باشند، به خوبی مایع را دنبال نمی‌کنند و با آن در حالت تعادل چفت نمی‌شوند.»

دانشمندان قصد دارند در تحقیقات بعدی راه‌های دیگری را برای هدایت قلم از طریق استفاده از نیروی مغناطیس یا میدان‌های الکتریکی به جای گرانش و همینطور گسترش این فرایند به مایع‌های دیگر مورد آزمایش قرار دهند.

نتایج مطالعات تازه در نشریه علمی «Small» منتشر شده است.