Kukurūzas cietes un ūdens virca ir daudz mitrāka nekā tās daļu summa. Pārvietojiet to lēnām, un tas plūst kā šķidrums; ātri to sasitiet vai nobīdiet, un tas nofiksējas kā ciets.
Goo ir tik dīvains, ka tas ieguva Seussian slavu (un vārdu) “Bartholomew and Oobleck”, kurā viela gandrīz aizzīmogoja Diddas Karalistes likteni.
Ārpus pasakām oobleck ir zinātnes laboratoriju un pirmsskolas nodarbību štāpeļšķiedrām. Tagad pētnieki ir izveidojuši pirmo trīsdimensiju datora modeli, kas var paredzēt šķietami mistisko vielas izturēšanos, iespējams, atverot durvis daudz nopietnākiem oobleck lietojumiem. (Vai šis modelis būtu saglabājis Diddas Karalisti, mēs nekad neuzzināsim.)
"Var būt veidi, kā šo materiālu izmantot tādos veidos, par kuriem mēs vēl nedomājām, kur jūs to varat noformēt tā, lai tas ļoti līdzīgos apstākļos pārvērstos cietai uzvedībai," sacīja pētījuma vadītājs Kens Kamrins, Mehānikas inženieris. Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts. Viens piemērs, kā Kamrins stāstīja Live Science, varētu būt aizsargapģērbs, kas var pārvietoties un elastīgi plūst, ja vien tas nav smagi cietis, un tādā gadījumā tas savelkas un darbojas kā vairogs.
Neparasts šķidrums
Oobleck ir šķidrums, kas nav ņūtonietis, termins šķidrumiem, kas stresa ietekmē maina viskozitāti (cik viegli tie plūst). Lēnām palaižot pirkstus cauri kukurūzas cietei un ūdenim, tas darbojas kā šķidrums, bet pieliek strauju spēku, un tas sacietē, saliecas un pat plīst.
"Tas tiešām ir kā šķidrums, ja jūs to pārvietojat lēnām, bet tas dara visu, ko jūs sagaidāt no cietas vielas, ja ātri ar to spēlējat," sacīja Kamrins.
Pēc zinātniskās sarunas par oobleka īpašībām Kamrins un viņa kolēģi uzsāka "ļoti veselīgu" iekšēju diskusiju par to, kā kukurūzas ciete un ūdens varētu atšķirties no citiem mitrajiem, granulētajiem materiāliem. Parasti zinātnieks un viņa komanda koncentrējas uz smilšu, grants un citu rūpniecisko materiālu plūsmu. Bet viņš teica, ka kukurūzas ciete galvenokārt ir tāpēc, ka daļiņas ir tik niecīgas. Kukurūzas cietes daļiņas ir mikronu līdz 10 mikronu lielumā, kas ir mazākas par cilvēka matu diametru.
Šādā lielumā daļiņas ir jutīgas pret vissīkākajiem siltuma un elektriskajiem spēkiem, sacīja Kamrins. Tā rezultātā kukurūzas cietes daļiņas ūdenī patiesībā nedaudz atgrūž, tās atdala spēki, kas ir pārāk vāji, lai iedarbotos uz kaut ko tik lielu kā smilšu grauds. Šis atbaidošais spēks palīdz vircas plūsmai, jo daļiņas starp tām dod priekšroku šķidruma slānim. Bet, saspiežot tos kopā, berze pārņem un daļiņas pārvietojas kā cieta viela.
Veido modeli
Kamrins un viņa komanda sāka ar jau izstrādātu mitru smilšu datormodeli, veicot pielāgojumus, lai labāk atdarinātu mitru kukurūzas cieti. Vissvarīgākais ir tas, ka viņi pievienoja papildu mainīgo lielumu, lai prognozētu, cik daudz kukurūzas cietes graudu pieskaras viens otram noteiktā šķidruma reģionā. Šis mainīgais, kuru Kamrins jokojot dēvē par “saliekamību”, ļauj modelim noteikt, cik ciets vai šķidrumam līdzīgs būs drūms.
Modeli, kas izklāstīts žurnāla Proceedings of the National Academy of Sciences 27. septembrī, var izmantot, lai modelētu Ovockas reakciju uz dažādiem spēkiem, piemēram, saspiežot starp divām plāksnēm vai sitot ar lādiņu. Pētnieki arī pārbaudīja modeli ar virtuālu "riteni", palaižot to virs oobleck tvertnes, secinot, ka, jo ātrāk braucot ar riteni, jo cietāka ir oobleck virsma.
Šis eksperiments atkārtojas vienai iespējamai ozobleka izmantošanai kā pagaidu bedru aizpildīšana, sacīja Kamrins. Uz ceļa ar pietiekami lielu ātruma ierobežojumu urbuma maisiņu (vai tam līdzīgu materiālu) varētu izmest bedrē, deformējoties, lai aizpildītu tukšumu, un pārejot uz cietu, kad to apdzen automašīnas riteņi.
Tā kā materiālu zinātnieki arvien vairāk interesējas par oobleka dīvainajām īpašībām, jaunais modelis varētu būt noderīgs, lai praktiski pārbaudītu lietojumus, sacīja Kamrins.
"Pamatā jūs varat mēģināt noformēt datorā, izmantojot modeli," viņš teica, "un kad jūs domājat, ka jums ir pareizais protokols, jūs varat kaut ko izveidot."
Sākotnēji publicēts Dzīvā zinātne.
