Учёные-реологи теперь могут предсказать поведение ооблека

Вы можете не знать термин «ооблек», но весьма вероятно, что вы столкнулись с ним в детстве. Также известный как неньютоновская жидкость, странный материал иногда ведет себя как жидкость, а иногда действует как твердое тело. Как правило, он сделан из кукурузного крахмала и воды, делает нас счастливей.

Как это на самом деле работает? 

Исследователи из Массачусетского технологического института погрузились в изучение материала и недавно опубликовали результаты в PNAS. Созданная в результате 3D математическая модель способна предсказать преобразования ооблека.

«Суспензии из тонкодисперсных частиц демонстрируют резкие изменения вязкости при сдвиге, которое очаровывает как детей, так и реологов », — объясняют исследователи .

«В этой работе мы представляем прогнозную и общую трехмерную модель континуума для этого материала, используя теорию смешивания для соединения фаз жидкости и частиц».

Название «ооблек» произошло от зеленой слизи в книге доктора Сьюза «Варфоломей и обоблек» . Но это не просто чудо для детей — материал давно очаровал ученых благодаря тому, как он ведет себя по-разному в зависимости от того, как вы взаимодействуете с ним.

Причина, по которой неньютоновские жидкости обладают такой способностью, связана с размером самих частиц. Например, частицы кукурузного крахмала составляют лишь крошечную долю от размера песчинки, и, поскольку они настолько малы, на них могут влиять температура и электрические заряды, которые накапливаются вокруг частиц.

Если вы медленно двигаетесь через oobleck, зерна отталкиваются друг от друга и будут мягко скользить. Но если вы быстро попадаете в жидкость, частицы соприкасаются, и трение создает твердую консистенцию.

Чтобы выяснить, правильность модели ооблек, ученые провели ряд экспериментов такие как сжатие жидкости  между пластинами и стрельба в резервуар с ней. Хоть это на английском, но все понятно и наглядно

Чтобы увидеть, как их модель будет предсказывать поведение Ооблека, реологи смоделировали Х-образное колесо, бегущее по материалу с разными скоростями.

Хотя это исследование в основном забавное, чем научное, исследователи считают, что они могут использовать это моделирование для тестирования ооблек для таких вещей, как пуленепробиваемые жилеты!

На вопрос — может ли ооблек остановить пулю, смотри:

Хоть видео на английском, но все наглядно и понятно:3