Lo que'Está De Acuerdo Con Eso: El Líquido Extraño Que A Veces Actúa Como un Sólido
Cuando era niño, mi madre a veces nos daba a mis hermanos menores y a mí una gran bañera de oobleck, diciéndonos que saliéramos a jugar afuera y hacer un desastre.
El Oobleck es una sustancia brillante de color blanco lechoso conocida como líquido no newtoniano. Fluye como pintura espesa cuando la viertes, pero aplasta la mano sobre su superficie y forma una piel dura. Apriete un poco en la palma de la mano y formará un globo duro. Pero en el momento en que lo sueltas, oobleck gotea sobre tus dedos en una mezcla. Es asqueroso, divertido, y cualquier niño quedará atrapado en su mágica capacidad de cambiar de un sólido a otro líquido.
Oobleck es en realidad bastante simple mezcla de maicena y agua. Su nombre común (que más tarde supe que no es como lo llaman todos los niños) proviene de una historia del Dr. Seuss, Bartolomé y el Oobleck, donde se concede el deseo de un niño de que algo que no sea lluvia o nieve caiga del cielo. Los personajes del libro de Seuss pronto necesitan ser salvados de esta nueva y pegajosa forma de precipitación, pero el oobleck de la vida real es mucho más benigno y científicamente interesante.
Por su cuenta, el agua vieja aburrida y la maicena no parecen ser capaces de crear un producto tan interesante. Pero juntarlos y formar un fluido no newtoniano. Para entender realmente estos materiales, necesitamos un poco de conocimiento de su opuesto, es decir, un fluido newtoniano.
El erudito británico y héroe de la Ilustración Isaac Newton estudió muchas cosas: óptica, gravedad, ondas, matemáticas, astronomía, historia, religión y alquimia, etc. Luego, en su tiempo libre, investigó cómo fluyen los líquidos y, por lo tanto, obtuvo toda una rama de la dinámica de fluidos que lleva su nombre. Newton observó cómo los líquidos comunes, como el agua, fluyen igual, independientemente de la cantidad de estrés a la que los sometas. Empuja un palo de agitación en una taza de agua y muévelo. La viscosidad del agua, lo suave o pegajosa que es su consistencia, permanece igual.
Bastante simple, ¿sí? Muchos líquidos con los que interactuamos de forma regular funcionan de esta manera: cosas como agua, leche, aceite o jugo. Pero también hay muchos fluidos comunes que no lo son, fluidos no newtonianos, sustancias cuya viscosidad cambia en función de la presión que se les aplica.
Por ejemplo, incline una tina de yogur espeso boca abajo y se escurrirá lentamente. Pero agite el yogur por un tiempo primero y su viscosidad disminuirá, lo que le permitirá verter mucho más fácilmente. Cosas como pasta de dientes, acondicionador y salsa de tomate son otro ejemplo. Por lo general, se sientan como un sólido de crema en el fondo de su recipiente. Son pegajosos, su viscosidad es alta. Pero tales sustancias en realidad solo necesitan un poco de impulso para fluir. Debe proporcionar la fuerza suficiente para superar la fricción interna que los mantiene estacionarios, por ejemplo, apretándolos, lo que reduce su viscosidad. Luego, se pueden extruir fácilmente de un tubo, una botella o un paquete.
Cuando mezclas almidón de maíz en agua, los granos almidonados se suspenden en el líquido, creando una sustancia con extrañas habilidades no newtonianas. Cuando se aplica presión a oobleck, funciona lo contrario de los ejemplos anteriores: el líquido se vuelve más viscoso, no menos. En los lugares donde aplicas fuerza, las partículas de almidón de maíz se trituran, atrapando moléculas de agua entre ellas, y oobleck se convierte temporalmente en un material semisólido. Esta fuerza puede ser cualquier cosa, incluidas las vibraciones de sonido de altavoces de música o un recipiente que tiembla rápidamente, como en el video en la parte superior de esta publicación.
Ese experimento en particular realmente resalta la extrañeza de oobleck. El plato vibrante crea ondas de Faraday con baches en el líquido. Una bocanada de aire introducida en este sistema crea un agujero en el oobleck que simplemente cuelga, no desaparece como cabría esperar. Acelere las vibraciones y el agujero se convertirá en una masa retorcida que lentamente se adueñará de toda la superficie del oobleck. No se sobre ti, pero no puedo ver ese video sin que se suenen algunas alarmas internas de WTF.
Por supuesto, la fuerza más famosa aplicada a oobleck es el peso de una persona que golpea su pie mientras atropella una tina llena de la materia. Puedes encontrar muchos videos en Youtube de personas que repiten esta increíble hazaña, incluido el de arriba. No son solo los niños pequeños, los estudiantes universitarios y los espectadores de Ellen los que están impresionados. Explicar todas las propiedades de Oobleck es en realidad objeto de serias investigaciones científicas.
En 2012, investigadores de la Universidad de Chicago publicaron un artículo donde describían la batería de experimentos que realizaron en oobleck (puede ver un video de sus pruebas a continuación). Es difícil no estar impresionado por toda la ciencia que estos chicos están haciendo en algunas cosas extrañas con las que solía jugar cuando era niño: ¡Láseres! Cámaras de alta velocidad! Máquinas de rayos X! Su laboratorio lo tiene todo.
Después de medir todas las fuerzas y deformaciones involucradas dentro de oobleck, los investigadores creen que saben cómo es capaz de generar el apoyo para trucos de fiesta tipo mesías. Si golpeas oobleck con fuerza y rapidez, las partículas de almidón de maíz se juntan, agrupándose como nieve frente a un quitanieves. Esto crea una columna casi sólida justo debajo del pie, que puede soportar su peso. Pero si dejas de moverte, dejas de aplicar fuerza y el oobleck vuelve a un estado líquido.
Eso es bastante intuitivo. Pero muchos misterios permanecen con Oobleck. Los investigadores todavía no conocen todos los detalles, como si las partículas de almidón de maíz realmente se tocan entre sí, qué hace que se separen después de quitar la presión y cómo los diferentes tamaños de grano afectarían lo que hace el oobleck. Este último punto es importante porque a algunos ingenieros les gustaría crear nuevas sustancias con características similares a las de oobleck. Estos podrían ser buenos para absorber impactos tremendos, encontrar usos en chalecos antibalas o cojines que se inflan durante un accidente automovilístico.
Creo que, en última instancia, la moraleja de la historia es esta: Padres, dejen que sus hijos jueguen con fluidos no newtonianos. Crecerán para crear dispositivos que salvan vidas, o al menos escribir sobre ellos en Internet.
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