toen ik een kind was, gaf mijn moeder soms mijn jongere broers en mij een grote bak oobleck, die ons vertelde om buiten te gaan spelen en een puinhoop te maken.

Oobleck is een melkwitte, glanzende stof die bekend staat als een niet-Newtoniaanse vloeistof. Het stroomt als dikke verf wanneer je het giet, maar stamp je hand op het oppervlak en het vormt een harde huid. Knijp wat in je handpalm en het zal een harde klodder vormen. Maar zodra je het loslaat, druppelt oobleck over je vingers in een slurry. Het is smerig, het is leuk, en elk kind zal worden gevangen in zijn magische vermogen om heen en weer te schakelen tussen een vaste stof en een vloeistof.

Oobleck is eigenlijk een vrij eenvoudig mengsel van maïzena en water. De gemeenschappelijke naam (die ik later leerde is niet wat alle kinderen noemen het) komt uit een Dr.Seuss verhaal, Bartholomew en de Oobleck, waar een jonge jongen de wens om iets anders dan regen of sneeuw vallen uit de lucht wordt verleend. De personages in Seuss ‘ boek moeten binnenkort worden gered van deze plakkerige nieuwe vorm van neerslag, maar real-life oobleck is veel meer goedaardig, en wetenschappelijk interessant.

op zichzelf lijken saai oud water en maïzena niet in staat om zo ‘ n interessant product te maken. Maar verzamel ze en ze vormen een niet-Newtoniaanse vloeistof. Om deze materialen echt te begrijpen, hebben we enige kennis nodig van hun tegenovergestelde – dat wil zeggen, een Newtoniaanse vloeistof.

Britse polymath en verlichting held Isaac Newton bestudeerde veel dingen: optica, zwaartekracht, golven, wiskunde, astronomie, geschiedenis, religie en alchemie enzovoort. In zijn vrije tijd onderzocht hij hoe vloeistoffen stromen en kreeg zo een hele tak van vloeistofdynamica naar hem genoemd. Newton observeerde hoe veelvoorkomende vloeistoffen, zoals water, hetzelfde stromen, ongeacht hoeveel stress je ze blootstelt. Duw een roerstokje in een kopje water en zwaai het rond. De viscositeit van het water – hoe glad of kleverig de consistentie is – blijft hetzelfde.

vrij eenvoudig, ja? Veel vloeistoffen waar we regelmatig mee omgaan werken op deze manier: dingen als water, melk, olie of sap. Maar er zijn ook veel gewone vloeistoffen die dat niet doen. dit zijn niet-Newtoniaanse vloeistoffen; stoffen waarvan de viscositeit verandert op basis van hoeveel druk je erop uitoefent.

bijvoorbeeld, tip een bak dikke yoghurt ondersteboven en het zal langzaam sijpelen uit. Maar schud de yoghurt eerst een tijdje en de viscositeit zal afnemen, waardoor het veel gemakkelijker giet. Dingen als tandpasta, conditioner en ketchup zijn een ander voorbeeld. Ze zitten meestal als een custardy vast op de bodem van hun container. Ze zijn kleverig, hun viscositeit is hoog. Maar dergelijke stoffen hebben eigenlijk gewoon een beetje een kick nodig om te stromen. Je moet voldoende kracht leveren om de interne wrijving die ze stil houdt te overwinnen, zoals door ze een squeeze te geven, waardoor hun viscositeit daalt. Ze kunnen dan gemakkelijk worden geëxtrudeerd uit een buis, fles, of pakket.

wanneer u maïzena mengt met water, worden de zetmeelkorrels gesuspendeerd in de vloeistof, waardoor een stof ontstaat met vreemde niet-Newtoniaanse eigenschappen. Wanneer u druk uitoefent op oobleck, werkt het het tegenovergestelde van de vorige voorbeelden: de vloeistof wordt kleveriger, niet minder. Op de plaatsen waar je kracht uitoefent, worden de maïzena-deeltjes aan elkaar gepureerd, waardoor watermoleculen ertussen worden opgesloten, en oobleck verandert tijdelijk in een semi-vast materiaal. Deze kracht kan van alles zijn, inclusief de geluidstrillingen van muziekspeakers of een snel schuddende container, zoals in de video aan de bovenkant van dit bericht.

dat specifieke experiment benadrukt oobleck ‘ s vreemdheid. De vibrerende schaal creëert hobbelige Faraday golven in de vloeistof. Een zuchtje wind in dit systeem creëert een gat in de oobleck dat gewoon rondhangt, niet verdwijnt zoals je zou verwachten. Versnel de trillingen en het gat verandert in een kronkelende massa die langzaam het gehele oppervlak van de oobleck overneemt. Ik weet niet hoe het met jou zit, maar ik kan die video niet bekijken zonder dat er interne WTF alarmen afgaan.

natuurlijk is de beroemdste kracht die op oobleck wordt toegepast het gewicht van een persoon die zijn voet naar beneden slaat terwijl hij over een vat met het spul rijdt. Je kunt tal van video ‘ s vinden op Youtube van mensen die deze geweldige prestatie herhalen, waaronder die hierboven. Niet alleen kleine kinderen, studenten en Ellen kijkers zijn onder de indruk. Het verklaren van alle eigenschappen van oobleck is het onderwerp van serieus wetenschappelijk onderzoek.

in 2012 publiceerden onderzoekers aan de Universiteit van Chicago een paper waarin ze de batterij van experimenten beschreven die ze op oobleck uitvoerden (u kunt een video van hun tests hieronder bekijken). Het is moeilijk om niet onder de indruk te zijn van alle wetenschap die deze jongens doen op een aantal bizarre dingen waar ik als kind mee speelde: Lasers! Hoge-snelheidscamera ‘ s! X-ray machines! Hun lab heeft alles.

na het meten van alle krachten en vervormingen die betrokken zijn in oobleck, denken de onderzoekers dat ze weten hoe het in staat is om de ondersteuning te genereren voor Messias-achtige partytrucs. Als je oobleck hard en snel raakt, worden de maïzena-deeltjes in elkaar geschoven, als sneeuw voor een sneeuwploeg. Dit creëert een quasi-solide kolom net onder je voet, die uw gewicht kan ondersteunen. Maar als je stopt met bewegen, stop je met het uitoefenen van kracht en de oobleck keert terug naar een vloeibare toestand.

dat is vrij intuïtief. Maar veel mysteries blijven bij oobleck. De onderzoekers weten nog steeds niet alle details, zoals of de maïzena-deeltjes elkaar wel of niet raken, waardoor ze uit elkaar gaan nadat de druk is afgenomen, en hoe verschillende korrelgroottes van invloed zouden zijn op wat de oobleck doet. Dit laatste punt is belangrijk omdat sommige ingenieurs nieuwe stoffen willen maken met oobleck-achtige eigenschappen. Deze kunnen goed zijn in het absorberen van enorme impact, het vinden van toepassingen in kogelvrije vesten of kussens die opblazen tijdens een auto-ongeluk.

Ik denk dat uiteindelijk de moraal van het verhaal is: ouders, laat je kinderen spelen met niet-Newtoniaanse vloeistoffen. Ze zullen opgroeien om levensreddende apparaten te maken, of er op zijn minst over schrijven op het internet.