FoodPro Preloader

Friksjon gjør maisstivelse og vann til bisarre "Oobleck"


Cornstarch blandet med litt vann er merkelige ting. Ved første øyekast virker det som en annen væske - du kan hente den fra en bolle til en annen, eller dukkert hendene i den. Men gi det en klemme eller slå overflaten av væsken med hardt slag, og maisstivelsen slurry oppstår plutselig - du kan rulle den inn i baller, gå på den og til og med hoppe på den. Kraftig

Cornstarch blandet med litt vann er merkelige ting. Ved første øyekast virker det som en annen væske - du kan hente den fra en bolle til en annen, eller dukkert hendene i den. Men gi det en klemme eller slå overflaten av væsken med hardt slag, og maisstivelsen slurry oppstår plutselig - du kan rulle den inn i baller, gå på den og til og med hoppe på den.

Kraftig omrøring vil blandingen også slå den nesten til stein. Yale Universitets fysiker Eric Brown er glad i å demonstrere den rareheten av maisstivelse og vann, noen ganger kalt Oobleck, ved å blande dem sammen med en metallaksel. Stir kraftig nok, sier han, og han kan faktisk slå stangen. Stranger fortsatt, overgangen er reversibel: lette opp på omrøringen, og det som virket solid vender tilbake til væske.

Fysikere kjempet lenge for å fullt ut redegjøre for det raske flyt-til-faste skiftet, kjent som shearfortykning. Til slutt så i 2003 et team av franske eksperimenter de første hintene at skjærtykkelse er biproduktet av friksjon mellom partiklene.

Mer nylig har forskere bekreftet denne oppfatningen med detaljerte simuleringer av partikkel-interaksjoner. Ved lave stivelseskonsentrasjoner smører væsken partiklene, slik at de kan bevege seg mer eller mindre fritt, sier medforfatter Jeffrey Morris, professor i kjemisk ingeniørfag ved City University of New York, som medforfattere en ny studie om fenomenet i Fysisk gjennomgangstavler . Selv med flere partikler, har vann fortsatt den nesten perfekte smørerollen, sier Morris til noen begynner å røre litt for hardt. Den ekstra kraften slammer suspenderte partikler sammen, og deres grove overflater hindrer at partikler glir forbi hverandre. I stedet danner de lange, stive kjeder som holdes sammen av friksjon, noe som gir shear-thickened væsker deres nær-faste følelse, sier lead study forfatter Ryohei Seto, også på CUNY

"Skjuvfortykking er bemerkelsesverdig, " sier Morris, og noterte at det tok utallige eksperimenter og teoretiske studier for å svare på "et grunnspørsmål" i fysikk. Mange flere spørsmål forblir, sier Brown. Det er for eksempel ikke klart om de samme mikroskopiske interaksjonene som er ansvarlige for skjærfortykking, også tar hensyn til Ooblecks slagfasthet.

Denne artikkelen ble opprinnelig utgitt med tittelen "Instant Weirdness-Just Add Water" in310, 2, 21 (februar 2014)

50 år siden: "Metropolitan Segregation"Hvordan amerikanske forskere gjør bryteren til den store Hadron ColliderDiscovery of the Top Quark [Fra arkivet]New York Fracking Report Underscores Quake, klimatiske risikoerClimbing Mount Immortality: Død, kognisjon og sivilisasjonHvordan Tesla Motors bygger en av verdens sikreste biler [Video]Den nærmeste eksoplaneten til jorden kan være "svært beboelig"Radioaktivt jod fra Fukushima Funnet i California Kelp