Разгадан секрет неньютоновой жидкости
Если насыпать в воду крахмал из расчета 1 к 1, можно будет ходить по ней. Эксперименты подобного рода демонстрируются в Youtube.
Все объясняется просто: есть ньютоновские жидкости, а есть неньютовские. У ньютоновских жидкостей вязкость возрастает в прямой зависимости от приложенного к ним давления, а у неньютоновских - по экспоненте. Можно спокойно опустить руку в такую жидкость, но если сильно ударить по ней кулаком, есть вероятность сломать кисть, поскольку это будет удар по твердой поверхности. Физика данного явления до сих пор оставалась загадкой - ученые не могли объяснить, почему обыкновенная ньютоновская вода приобретает такие свойства, если в нее насыпать крахмал.
Вдохновленный роликом Youtube, но не довольный представленными там объяснениями Скотт Уайтукайтис, физик из Университета Чикаго, решил заглянуть внутрь этой непрозрачной смеси и посмотреть, как она себя ведет при резком ударе. Вместе с коллегами он смешал воду с кукурузным крахмалом и стал бить по ней металлическим прутом, регистрируя происходящее под поверхностью смеси с помощью рентгеновской установки. Далее он обработал полученные данные на компьютере и таким образом сумел разобраться с механизмом отвердения этой неньютоновой жидкости.
Оказалось, что все происходит следующим образом: удар выдавливает воду, находящуюся между крупинками крахмала, и трение между ними резко возрастает. Подобно снежинкам в снежке, они слипаются вместе и создают расширяющийся фронт вещества, которое в месте удара ведет себя как твердое тело.
Дениэл Бонн, голландский физик из Амстердамского университета, который тоже изучал этот эффект – он стрелял в воду с крахмалом - утверждает, что он предполагал нечто подобное. В чикагском же исследовании его поразило то, что ученым удалось подсмотреть, как под поверхностью расширяется крахмал.
Оба ученых надеются, что их коллегам когда-нибудь удастся пропитать подобной неньютоновой жидкостью кевлар и намного увеличить прочность бронежилетов.
