时间:2021-11-23 16:58:02来源:
在正确的比例,水和玉米淀粉的混合物显示出一些神秘的品质。它是一种液体,直到你扔掉保龄球。然后它在撞击点固化,球反弹。您可以在物质上运行的人们找到分数的在线视频,只能在停止后陷入困境。
该物质 - 也称为“Oobleck”,致敬Seuss Story博士 - 为伟大的派对技巧做出了伟大的党派,但研究人员认为它可能具有更多的实际应用,例如使用它来制造保护齿轮。当液体与由小颗粒制成的其他物质混合时发生这种现象(约10微米)。玉米淀粉是最常用的,因为它是便宜和批量生产的。研究人员认为,当悬浮粒子在影响点收集时,创建了固态,但仍有许多关于如何以及为什么的问题。
在Eric Brown的实验室,机械工程与材料科学与物理学助理教授,研究人员已经走得更近一步,以弄清楚它是如何工作的。具体而言,它们看着固化后物质如何回到液体。这个过程结果与传统模型所预测的是截然不同的。他们的研究本周在物理评论液中发表。
在流变学(流体性质的研究)中,关于牛顿液体(例如水和其他常见流体)的标准思考,使物质应“放松”或在毫秒内返回液体形式。但实验室的测试发现,粒子的解除过程实际上大约一秒钟 - 比以前预期的几倍长。
“它不仅偏离了这个理论,它偏出了辉煌,”棕色实验室的研究生rijanmaharjan说,“纸张的铅作者”。
这一发现也有很长的路要解释物质其显着性质。
“如果它在毫秒内融化,就像旧模型预测一样,那么有人在它上跑步就会沉没,而不是能够以坚实的方式跑,”棕色说。
玉米淀粉 - 水混合物的凝固作用可能与称为剪切增厚的现象有关,其中撞击和其他应力导致某些流体改变性能。由于玉米淀粉混合具有对应力的独特响应,布朗的实验室使用特殊装置来测量这些效果,其中高速相机捕获当杆卡入解决方案的容器时发生的事情。
研究人员对粒子放松的最新发现是拼图的重要性,只要将这种物质用途即可。例如,有早期版本的自愈防护背心和自行车头盔,但扩展了应用范围需要更多关于材料物理的细节。通过更多细节,可以创建物质独特的预测模型。
“如果我们想要设计某种冲击保护装置,我们使用什么材料?”他说。“如果我们理解,例如,不同的材料属性如何影响行为,那么我们可以知道特定材料真的很好抵抗一定的力量。”
出版物:rijan maharjan和埃里克·棕色,“从广义牛顿理论在不连续剪切增厚悬浮液中的放松时间的巨大偏离”,“物理。rev.液体2,2017; DOI:10.1103 / physrevfluids.2.123301
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