
玉米澱粉和水的泥漿比其各個部分的總和還很奇怪。慢慢移動,然後像液體一樣流動;擊中它或透明,它像固體。
粘糊糊是如此奇怪,以至於它在“ Bartholomew and the Oobleck”中獲得了蘇斯的名聲(和名字),其中該物質幾乎封印了Didd王國的命運。
超越童話,Oobleck是科學實驗室和學齡前課的主食。現在,研究人員創建了第一個3D計算機模型,該模型可以預測該物質的看似神秘的行為,這可能會為更嚴重的Oobleck打開大門。 (無論該模型是否會拯救DIDD王國,我們都永遠不會知道。)
馬薩諸塞州科技研究所的機械工程師研究負責人肯·卡林(Ken Kamrin)說:“可能有一些方法可以以我們尚未考慮的方式使用這種材料,在非常非常具體的情況下,您可以在其中設計它,以使其變成類似固體的行為。” Kamrin告訴Live Science,一個例子可能是保護性的衣服,除非擊中猛烈打擊,否則可以靈活地移動和流動,在這種情況下,它將變硬並像盾牌一樣。
不尋常的流體
Oobleck是一種非牛頓液,是一種在應力下改變粘度(它們容易流動)的術語。當您慢慢地通過玉米澱粉和水伸開手指時,它的作用就像液體,但要施加快速的力,並鞏固,彎曲甚至眼淚。
卡姆林說:“如果您慢慢移動它,那真的就像是液體,但是如果您迅速使用它,它可以實現您期望的一切。”
在看到有關Oobleck的特性的科學演講之後,Kamrin和他的同事就玉米澱粉和水與其他潮濕的顆粒狀材料有何不同就發起了“非常健康的”內部辯論。科學家及其團隊通常專注於沙子,礫石和其他工業材料的流動。他說,但是玉米澱粉是不同的,這主要是因為顆粒很小。玉米澱粉顆粒的大小是微米至10微米,比人頭髮的直徑小。
Kamrin說,在這種尺寸下,顆粒易受最小的熱力和電力。結果,水中的玉米澱粉顆粒實際上彼此略微排斥,由太弱而無法影響像沙子一樣大的力握住。這種排斥力有助於漿液流,因為顆粒在那時更喜歡一層流體。但是當擠在一起時摩擦接管,顆粒像固體一樣移動。
製作模型
Kamrin和他的團隊始於他們已經開發的濕沙模型,對更好的模擬濕玉米澱粉進行了調整。最重要的是,他們添加了一個額外的變量,以預測在流體的給定區域中彼此觸摸的玉米澱粉。 Kamrin開玩笑地稱之為“塊狀”,該變量允許該模型確定固體狀或液體樣的卵形。
該模型於9月27日在日記中概述國家科學院論文集,可用於模擬Oobleck對各種力的反應,例如在兩個板之間擠壓或用彈丸擊中。研究人員還通過將其運行在Oobleck的水箱上,發現車輪傳播的速度越快,牢固的表面越牢固。
Kamrin說,該實驗可以回應Oobleck作為坑洼的臨時填充物的一種潛在用途。在具有足夠高速限制的道路上,可以將一袋Oobleck(或類似Oobleck的材料)倒入坑洼中,在被汽車輪撞時,變形以填充空隙並過渡到固體。
Kamrin說,隨著材料科學家對Oobleck的怪異屬性的興趣,新模型實際上可能對測試應用程序有用。
他說:“基本上可以嘗試使用該模型在計算機上設計,一旦您認為擁有正確的協議,就可以做點什麼。”
最初出版現場科學。