Неньютоновская жидкость

Неньютоновская жидкость

Неньютоновская жидкость — жидкость, которая ведет себя не по правилам. Почему же? Как ее сделать в домашних условиях? И что же происходит внутри? Давайте разбираться и экспериментировать вместе!

Так… Что возьмем?

  • Крахмал
  • Вода
  • Емкость
  • Красители (по возможности)

И что нам с этим делать?

  1. Растворите крахмал в холодной воде, в пропорции 1:1.
  2. По желанию добавьте щепотку красителя
  3. Добейтесь того, чтобы получившийся раствор стал не слишком жидким и не слишком твердым
  4. А теперь поэкспериментируйте: сожмите в руке, осторожно побейте по раствору, перелейте из одного сосуда в другой.

Блесни умом

Примером неньютоновской жидкостью является зыбучий песок, известная всеми детьми игрушка для рук handgum, кровь, а также «полимерные» жидкости, состоящие из длинных молекул-полимеров.

 Как так?

ng_molecules_non_newtonian_liquidsЧастицы крахмала набухают в воде и формируются контакты в виде хаотически сплетенных молекул. Эти прочные связи называются зацеплениями. При резком воздействии прочные связи не дают молекулам сдвинуться с места, и система реагирует на внешнее воздействие, как упругая пружина. При медленном воздействии зацепления успевают растянуться и распутаться. Сетка рвется и молекулы расходятся.

Мистер очевидность

Название «неньютоновская жидкость» именуется так, потому что данная жидкость не похожа на воду, которая имеет всем привычные свойства и подчиняется закону вязкости (внутреннего трения) Ньютона. А вот крахмал, смешанный с водой, имеет сложную молекулярную структуру, во много раз отличающуюся от «ньютоновских жидкостей». Так, если попробовать пробежаться по воде, то вам это явно не удастся, а вот пробежаться по «неньютоновской» жидкости  вы сможете с легкостью. На ней и в боулинг поиграть можно :)

ng_nonnewtonian_bowling

И зачем это нам нужно?

В мире, как ни странно, очень популярны неньютоновские жидкости. Например, умный пластилин на ощупь напоминает жевательную резинку, но он может течь, рваться и ломаться. В США на основе неньютоновских жидкостей Министерство обороны начало выпуск бронежилетов для военных, которые по своим характеристикам даже превосходят обычные, так как легче по весу и проще в изготовлении. Также их применяют в автопроме: изготовленные на основе этих жидкостей моторные масла, их еще называют «умными маслами», уменьшают износ двигателя автомобиля. Неньютоновскую жидкость можно рассмотреть как средство для ремонта дорожных полотен. В природе тоже есть пример неньютоновских жидкостей — это зыбучие пески.

И кто до этого додумался?

ng_scott_waitukaitis
Скотт Уайтукайтис

Объяснение этого явления предложил Скотт Уайтукайтис, физик из университета Чикаго. Вместе с коллегами он решил заглянуть внутрь непрозрачной смеси воды и крахмала и посмотреть, как она себя ведет при резком ударе. Регистрируя происходящее под поверхностью смеси с помощью рентгеновской установки, ученые выяснили, что удар «выдавливает» воду, находящуюся между крупинками крахмала и трение между ними резко возрастает, придавая жидкости свойства твердого тела.

А теперь вперед! Проверяем теорию на практике и делимся результатами в комментариях! 😉

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *