i rätt förhållande visar en blandning av vatten och majsstärkelse några mystiska egenskaper. Det är en vätska tills du kastar en bowlingboll på den. Då stelnar det vid slagpunkten och bollen studsar av. Du kan hitta massor av online-videor som publiceras av personer som kör på ämnet, bara för att sjunka in efter att ha stoppat.
ämnet – även känt som ”oobleck” som hyllning till en dr., Seuss story – gör för stora parti tricks, men forskare tror att det kan ha en mycket mer praktiska tillämpningar, såsom att använda den för att göra skyddsutrustning. Fenomenet händer när vätska blandas med andra ämnen gjorda av små partiklar (ca 10 mikron vardera). Majsstärkelse används oftast eftersom det är billigt och massproducerat. Forskare tror att det fasta tillståndet skapas när de suspenderade partiklarna samlas vid slagpunkten, men det finns fortfarande många frågor om hur och varför det beter sig som det gör.,
i Eric Browns labb, biträdande professor i maskinteknik & materialvetenskap & fysik har forskare kommit ett steg närmare att räkna ut hur det fungerar. Specifikt tittade de på hur ämnet återgår till vätska efter stelning. Processen visar sig vara väldigt annorlunda än vad traditionella modeller skulle ha förutsagt. Deras forskning publiceras denna vecka i Physical Review Fluids.,
inom reologi (studien av vätskeegenskaper) anger standardtänkande om newtonska vätskor (såsom vatten och andra vanliga vätskor) att ämnena ska ”slappna av” eller gå tillbaka till flytande form inom millisekunder. Men tester i labbet finner att den unjamming processen för partiklarna faktiskt tar ungefär en sekund – flera gånger längre än tidigare förväntat.
”det avviker inte bara från teorin, det avviker magnifikt”, säger Rijan Maharjan, en doktorand i Browns labb och huvudförfattare till papperet.,
denna upptäckt går också långt mot att förklara vad som ger ämnet dess anmärkningsvärda egenskaper.
”om det var att smälta i en millisekund, som den gamla modellen förutspådde, skulle någon som kör på den sjunka istället för att kunna springa över den som en solid”, säger Brown.
den stelnande effekten av majsstärkelse-vattenblandningen kan relateras till ett fenomen som kallas skjuvförtjockning där påverkan och andra påfrestningar orsakar vissa vätskor att ändra egenskaper., Eftersom majsstärkelseblandningen har ett unikt svar på stress, använder Brown ’ s lab en speciell enhet för att mäta dessa effekter där en höghastighetskamera fångar vad som händer när en stav fastnar i en behållare av lösningen.
forskarnas nyaste upptäckt om partiklarnas avkopplande är en viktig del av pusslet så långt som att använda detta ämne. Det finns tidiga versioner av självläkande skottsäkra västar och cykelhjälmar, till exempel, men att utöka utbudet av applikationer kräver mer detaljer om materialets fysik., Med mer detaljer kan prediktiva modeller som är unika för ämnet skapas.
”om vi vill utforma en viss typ av slagskyddsutrustning, vilket material använder vi?”sa han. ”Om vi till exempel förstår hur olika materialegenskaper påverkar beteendet, kan vi veta att ett visst material skulle vara riktigt bra att motstå en viss kraft.”