Au Bon rapport, un mélange d’eau et de fécule de maïs présente des qualités mystérieuses. C’est un liquide jusqu’à ce que vous lanciez une boule de bowling dessus. Puis il se solidifie au point d’impact et la balle rebondit. Vous pouvez trouver des dizaines de vidéos en ligne postées par des personnes qui courent sur la substance, seulement pour s’enfoncer après s’être arrêté.
la substance-également connue sous le nom « oobleck » en hommage à un Dr., Seuss story – fait de grands tours de fête, mais les chercheurs pensent qu’il pourrait avoir des applications beaucoup plus pratiques, comme l’utiliser pour fabriquer des équipements de protection. Le phénomène se produit lorsque le liquide est mélangé avec d’autres substances constituées de petites particules (environ 10 microns chacune). L’amidon de maïs est le plus couramment utilisé car il est bon marché et produit en série. Les chercheurs croient que l’état solide est créé lorsque les particules en suspension se rassemblent au point d’impact, mais il y a encore beaucoup de questions sur comment et pourquoi il se comporte de la façon dont il le fait.,
dans le laboratoire D’Eric Brown, professeur adjoint de génie mécanique& science des matériaux& physique, les chercheurs ont fait un pas de plus pour comprendre comment cela fonctionne. Plus précisément, ils ont examiné comment la substance retourne au liquide après la solidification. Le processus s’avère très différent de ce que les modèles traditionnels auraient prédit. Leur recherche est publiée cette semaine dans Physical Review Fluids.,
dans le domaine de la rhéologie (l’étude des propriétés des fluides), la réflexion standard sur les liquides newtoniens (tels que l’eau et d’autres fluides courants) stipule que les substances doivent « se détendre” ou revenir à la forme liquide en quelques millisecondes. Mais les tests en laboratoire ont révélé que le processus d’unjamming pour les particules prend en fait environ une seconde-plusieurs fois plus longtemps que prévu.
« non seulement il s’écarte de la théorie, mais il s’écarte magnifiquement”, a déclaré Rijan Maharjan, étudiant diplômé du Laboratoire de Brown et auteur principal de l’article.,
Cette découverte permet également d’expliquer ce qui confère à la substance ses propriétés remarquables.
« s’il devait fondre en une milliseconde, comme l’ancien modèle le prédisait, alors quelqu’un qui courait dessus coulerait au lieu de pouvoir le traverser comme un solide”, a déclaré Brown.
L’effet solidifiant du mélange fécule de maïs-eau peut être lié à un phénomène connu sous le nom d’épaississement par cisaillement dans lequel les impacts et d’autres contraintes font modifier les propriétés de certains fluides., Parce que le mélange de fécule de maïs a une réponse unique aux contraintes, Le Laboratoire de Brown utilise un dispositif spécial pour mesurer ces effets dans lequel une caméra à haute vitesse capture ce qui se passe lorsqu’une tige est coincée dans un récipient de la solution.
la plus récente découverte des chercheurs sur la détente des particules est une pièce importante du puzzle en ce qui concerne l’utilisation de cette substance. Il existe des premières versions de gilets pare-balles et de casques de vélo auto-cicatrisants, par exemple, mais l’élargissement de la gamme d’applications nécessite plus de détails sur la physique du matériau., Avec plus de détails, des modèles prédictifs uniques à la substance peuvent être créés.
« Si nous voulons concevoir un certain type d’équipement de protection contre les chocs, quel matériau utilisons-nous?” il a dit. « Si nous comprenons, par exemple, comment différentes propriétés matérielles affectent le comportement, alors nous pouvons savoir qu’un matériau particulier serait vraiment bon pour résister à une certaine quantité de force.”