211service.com
Parels en de puzzel van hoe ze perfecte bollen vormen
Parels, de meest onberispelijke en hoogst gewaardeerde van hen, zijn misschien wel de meest perfect bolvormige macroscopische lichamen in de biologische wereld. Hoe zijn ze zo rond?
Dus beginnen Julyan Cartwright aan de Universiteit van Granada in Spanje en een paar vrienden in een paper die een interessant antwoord geeft op deze vraag. Een dergelijk mechanisme moet niet alleen de bijna bolvormige perfectie verklaren, maar ook druppelvormige parels, die wel rotatiesymmetrie hebben maar niet bolvormig zijn, en zogenaamde barokparels die geen symmetrie hebben.
Het antwoord blijkt te berusten op een relatief eenvoudig effect. Cartwright en co zeggen dat het oppervlak van een parel een ratelachtige textuur heeft. Dit genereert een kracht die de neiging heeft om de parel te draaien terwijl deze groeit in de aanwezigheid van willekeurig gedrang uit de omgeving. Parelrotatie is een zelfgeorganiseerd fenomeen dat wordt veroorzaakt en ondersteund door fysieke krachten van de groeifronten, zeggen ze. Roterende parels zijn een - misschien wel uniek - voorbeeld van een natuurlijke ratel.
Bij afwezigheid van andere krachten zorgt dit rotatieproces ervoor dat de parel bolvormig wordt. Kleine defecten in de vorm van de parel kunnen het proces echter gemakkelijk verstoren, zodat bepaalde rotatiesymmetrieën uiteindelijk de voorkeur krijgen. Het resultaat is in dat geval dat de parel niet bolvormig wordt maar een rotatiesymmetrie behoudt om bijvoorbeeld een druppelvorm te vormen.
Barokke parels vormen wanneer de gebreken in de vorm van de parel de rotatie helemaal niet voorkomen. De groei gaat echter door, wat leidt tot een vorm die geen rotatiesymmetrie heeft.
Dat is een interessant inzicht waarvan Cartwright en co zeggen dat het nuttig kan zijn voor nanotechnologie. Het begrip van de parel als een natuurlijke ratel zou interessant moeten zijn voor technologische toepassingen, zeggen ze.
Cartwright en co zijn niet duidelijk over wat ze in gedachten hebben, maar dat heeft lezers van de Physics arXiv Blog er nooit van weerhouden creatief gebruik voor nieuwe technologieën voor te stellen. Dus als je ideeën hebt voor op parels geïnspireerde ratels die kunnen worden gebruikt, plaats ze dan in het opmerkingengedeelte.
Referentie: arxiv.org/abs/1304.3704 : Parels zijn zelfgeorganiseerde natuurlijke ratels