w odpowiednim stosunku mieszanka wody i skrobi kukurydzianej wykazuje tajemnicze właściwości. To płyn, dopóki nie rzucisz na niego kulą do kręgli. Następnie zestala się w miejscu uderzenia, a piłka odbija się. Można znaleźć dziesiątki filmów online zamieszczonych przez ludzi działających na substancji, tylko po to, aby zatopić się po zatrzymaniu.
substancja – znana również jako „oobleck” w hołdzie Dr., Seuss story – sprawia, że świetne triki imprezowe, ale naukowcy uważają, że może mieć o wiele bardziej praktyczne zastosowania, takie jak używanie go do tworzenia sprzętu ochronnego. Zjawisko występuje, gdy ciecz jest mieszana z innymi substancjami złożonymi z małych cząstek (około 10 mikronów każda). Skrobia kukurydziana jest najczęściej używana, ponieważ jest tania i produkowana masowo. Naukowcy uważają, że stan stały powstaje, gdy zawieszone cząstki gromadzą się w punkcie uderzenia, ale nadal istnieje wiele pytań o to, jak i dlaczego zachowuje się w ten sposób.,
w laboratorium Erica Browna, adiunkta inżynierii mechanicznej& materiałoznawstwo& fizyka, naukowcy zbliżyli się o krok do dowiedzieć się, jak to działa. W szczególności przyjrzeli się, w jaki sposób substancja powraca do cieczy po zestaleniu. Proces ten okazuje się bardzo różny od tego, co przewidywały tradycyjne modele. Ich badania zostały opublikowane w tym tygodniu w Physical Review Fluids.,
w dziedzinie reologii (badanie właściwości płynów), standardowe myślenie o cieczach newtonowskich (takich jak woda i inne popularne płyny) stwierdza, że substancje powinny „zrelaksować się” lub wrócić do postaci płynnej w ciągu milisekund. Jednak testy w laboratorium wykazały, że proces rozbijania cząstek trwa około jednej sekundy – kilka razy dłużej niż wcześniej oczekiwano.
„to nie tylko odbiega od teorii, ale odbiega3 wspaniale” – powiedzia3 Rijan Maharjan, absolwent Laboratorium Browna i główny autor pracy.,
to odkrycie jest również daleką drogą do wyjaśnienia, co nadaje substancji jej niezwykłe właściwości.
„gdyby rozpływał się w milisekundzie, tak jak przewidywał stary model, to ktoś na nim biegający zatonąłby, zamiast być w stanie przejechać go jako bryłę” – powiedział Brown.
efekt krzepnięcia mieszanki skrobi kukurydzianej z wodą może być związany ze zjawiskiem znanym jako zgrubienie ścinające, w którym uderzenia i inne naprężenia powodują zmianę właściwości niektórych płynów., Ponieważ mieszanka skrobi kukurydzianej ma unikalną reakcję na naprężenia, laboratorium Browna wykorzystuje specjalne urządzenie do pomiaru tych efektów, w którym kamera szybkoobrotowa rejestruje to, co dzieje się, gdy pręt jest wciśnięty do pojemnika z roztworem.
najnowsze odkrycie naukowców na temat rozluźnienia cząstek jest ważnym elementem układanki, jeśli chodzi o wykorzystanie tej substancji. Istnieją wczesne wersje samonaprawiających się kamizelek kuloodpornych i kasków rowerowych, na przykład, ale rozszerzenie zakresu zastosowań wymaga więcej szczegółów na temat fizyki materiału., Dzięki większej liczbie szczegółów można tworzyć modele predykcyjne unikalne dla substancji.
„Jeśli chcemy zaprojektować pewien rodzaj sprzętu ochronnego przed uderzeniami, jakiego materiału używamy?”powiedział. „Jeśli rozumiemy, na przykład, jak różne właściwości materiału wpływają na zachowanie, to możemy wiedzieć, że dany materiał byłby naprawdę dobry, aby oprzeć się pewnej sile.”