Al giusto rapporto, una miscela di acqua e amido di mais mostra alcune qualità misteriose. È un liquido finché non ci lanci una palla da bowling. Poi si solidifica nel punto di impatto e la palla rimbalza. Puoi trovare decine di video online pubblicati da persone che corrono sulla sostanza, solo per affondare dopo l’arresto.
La sostanza-noto anche come “oobleck” in omaggio a un Dr., Seuss story-rende per grandi trucchi partito, ma i ricercatori ritengono che potrebbe avere applicazioni molto più pratiche, come ad esempio usarlo per fare equipaggiamento protettivo. Il fenomeno si verifica quando il liquido viene miscelato con altre sostanze fatte di piccole particelle (circa 10 micron ciascuna). L’amido di mais è più comunemente usato perché è economico e prodotto in serie. I ricercatori ritengono che lo stato solido si crei quando le particelle sospese si riuniscono nel punto di impatto, ma ci sono ancora molte domande su come e perché si comporta nel modo in cui lo fa.,
Nel laboratorio di Eric Brown, assistente professore di ingegneria meccanica& scienza dei materiali& fisica, i ricercatori hanno fatto un passo avanti per capire come funziona. In particolare, hanno esaminato come la sostanza ritorna al liquido dopo la solidificazione. Il processo risulta essere molto diverso da quello che i modelli tradizionali avrebbero previsto. La loro ricerca è pubblicata questa settimana in Physical Review Fluids.,
Nel campo della reologia (lo studio delle proprietà dei fluidi), il pensiero standard sui liquidi newtoniani (come l’acqua e altri fluidi comuni) afferma che le sostanze dovrebbero “rilassarsi” o tornare alla forma liquida entro millisecondi. Ma i test in laboratorio scoprono che il processo di unjamming per le particelle richiede in realtà circa un secondo – molte volte più a lungo di quanto previsto in precedenza.
“Non solo si discosta dalla teoria, si discosta magnificamente”, ha detto Rijan Maharjan, uno studente laureato nel laboratorio di Brown e autore principale del documento.,
Questa scoperta va anche un lungo cammino verso spiegare ciò che dà la sostanza le sue notevoli proprietà.
“Se dovesse sciogliersi in un millisecondo, come previsto dal vecchio modello, allora qualcuno in esecuzione su di esso affonderebbe invece di essere in grado di attraversarlo come un solido”, ha detto Brown.
L’effetto solidificante della miscela amido di mais-acqua può essere correlato a un fenomeno noto come ispessimento del taglio in cui impatti e altre sollecitazioni causano determinati fluidi a cambiare proprietà., Poiché il mix di amido di mais ha una risposta unica alle sollecitazioni, laboratorio di Brown utilizza un dispositivo speciale per misurare questi effetti in cui una telecamera ad alta velocità cattura ciò che accade quando un’asta è inceppata in un contenitore della soluzione.
La più recente scoperta dei ricercatori sul rilassamento delle particelle è un pezzo importante del puzzle per quanto riguarda l’utilizzo di questa sostanza. Ci sono le prime versioni di auto-guarigione giubbotti antiproiettile e caschi da bicicletta, per esempio, ma l’espansione della gamma di applicazioni richiede più specifiche circa la fisica del materiale., Con maggiori dettagli, è possibile creare modelli predittivi unici per la sostanza.
” Se vogliamo progettare un certo tipo di equipaggiamento protettivo, quale materiale usiamo?”ha detto. “Se comprendiamo, ad esempio, come le diverse proprietà del materiale influenzano il comportamento, allora possiamo sapere che un particolare materiale sarebbe davvero buono per resistere a una certa quantità di forza.”