📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

في شق ضيق بين لوحين، يتجمع الماء من الهواء الرطب تلقائيًا — وهذا هو التكاثف الشعري (capillary condensation). إذا كان عرض الشق بضعة نانومترات فقط، فإن الماء لم يعد يتصرف كسائل متصل: كل جزيء له أهميته. ولكن كيف يمتلئ هذا الشق بالضبط — طبقات أم دفعة واحدة؟ — ظل غير واضح حتى الآن.

صنع الباحثون شعيرات دموية من طبقات مادة بسماكة ذرة واحدة، وباستخدام مجهر القوة الذرية (atomic force microscope) تابعوا كيف تنحني الجدران عند دخول الماء. الجدران المرنة أدخلت الماء تدريجيًا: كل طبقة جديدة من الجزيئات أضافت حوالي 0.3 نانومتر إلى سمك غشاء الماء. أما الجدران الصلبة، على العكس، فامتلأت فجأة، دفعة واحدة.

يُفسَّر الاختلاف بصراع قوتين: الطاقة اللازمة لثني الجدار، وتفاعل الماء مع الجدار الذي يتغير حسب المسافة. عندما ينحني الجدار بسهولة، يكون من الأفضل له إدخال الماء طبقة واحدة في كل مرة، متبعًا التضاريس المتموجة للتفاعل. أما الجدار الصلب فلا يمكنه الانحناء، لذلك يندفع الماء دفعة واحدة بمجرد أن يتجاوز الربح من الامتلاء المقاومة.

يكشف هذا الاكتشاف أن الطبيعة الجزيئية للماء قادرة على تغيير الظواهر الشعرية المألوفة جذريًا — من ترطيب التربة إلى عمل الأجهزة الدقيقة (microfluidic devices). والاختيار بين الامتلاء السلس والمتدرج يعتمد فقط على مرونة الجدران.