Kiedy byłem dzieckiem, moja matka czasami dawała moim młodszym braciom i mnie dużą wannę z oobleckiem, mówiąc nam, żebyśmy pobawili się na zewnątrz i zrobić bałagan.

Oobleck jest mleczno-białą, błyszczącą substancją znaną jako płyn Nienewtonowski. Płynie jak gęsta farba, gdy ją nalewasz, ale mash rękę na jej powierzchni i tworzy twardą skórę. Wyciśnij trochę w dłoni, a utworzy się twardy glob. Ale jak tylko go wypuścisz, oobleck spływa po twoich palcach w zawiesinie. To obrzydliwe, zabawne, a każde dziecko będzie pochłonięte magiczną zdolnością przełączania się między ciałem stałym a płynem.

Oobleck jest właściwie dość prostą mieszanką skrobi kukurydzianej i wody. Jego potoczna nazwa (o której później dowiedziałem się, że nie wszystkie dzieci to nazywają) pochodzi z opowieści Dr. Seussa, Bartholomew and the Oobleck, w której spełniono życzenie młodego chłopca, aby z nieba spadło coś innego niż deszcz lub śnieg. Bohaterowie książki Seussa wkrótce muszą zostać uratowani od tej lepkiej nowej formy opadów, ale prawdziwy oobleck jest o wiele bardziej łagodny i interesujący naukowo.

na własną rękę, nudna stara woda i skrobia kukurydziana nie wydają się być w stanie stworzyć tak interesującego produktu. Ale zbierz je razem i tworzą płyn nie-Newtonowski. Aby naprawdę zrozumieć te materiały, potrzebujemy pewnej wiedzy na temat ich przeciwieństwa – czyli płynu Newtonowskiego.

Brytyjski Polimat i bohater Oświecenia Isaac Newton studiował wiele rzeczy: Optyka, grawitacja, fale, matematyka, Astronomia, Historia, Religia i alchemia i tak dalej. Następnie w wolnym czasie badał, jak przepływają ciecze, a tym samym otrzymał całą gałąź dynamiki płynów nazwaną dla niego. Newton zaobserwował, jak powszechne ciecze, takie jak woda, płyną tak samo, niezależnie od tego, na jaki stres je narażasz. Wepchnij mieszadło do szklanki wody i pokręć nim. Lepkość wody – jak gładka lub lepka jest jej konsystencja-pozostaje taka sama.

całkiem proste, tak? Wiele płynów, z którymi regularnie wchodzimy w interakcję, działa w ten sposób: woda, mleko, olej lub sok. Ale jest też wiele płynów, które tego nie robią. są to płyny nie-Newtonowskie; substancje, których lepkość zmienia się w zależności od ciśnienia, jakie na nie przyłożysz.

na przykład, przewróć do góry nogami wanienkę z gęstym jogurtem i powoli się wyleje. Ale najpierw potrząśnij jogurtem, a jego lepkość zmniejszy się, co pozwoli mu łatwiej nalać. Pasta do zębów, odżywka i ketchup to kolejny przykład. Zwykle siedzą jak budyń na dnie pojemnika. Są lepkie, ich lepkość jest wysoka. Ale takie substancje w rzeczywistości po prostu potrzebują trochę kopa, aby zacząć płynąć. Musisz zapewnić wystarczającą siłę, aby przezwyciężyć tarcie wewnętrzne, które utrzymuje je w bezruchu, na przykład poprzez ściskanie, co obniża ich lepkość. Następnie można je łatwo wytłaczać z tubki, butelki lub opakowania.

Kiedy mieszasz skrobię kukurydzianą z wodą, ziarna skrobiowe zostają zawieszone w cieczy, tworząc substancję o dziwnych zdolnościach Nie-newtonowskich. Kiedy naciskasz na oobleck, działa to odwrotnie niż w poprzednich przykładach: ciecz staje się bardziej lepka, nie mniej. W miejscach przyłożenia siły cząstki skrobi kukurydzianej zostają zmiażdżone, zatrzymując cząsteczki wody między nimi, a oobleck tymczasowo zamienia się w półstały materiał. Ta siła może być wszystkim, w tym wibracjami dźwiękowymi z głośników muzycznych lub szybko potrząsającym pojemnikiem, jak w filmie na górze tego posta.

ten konkretny eksperyment naprawdę podkreśla dziwność ooblecka. Wibrujące naczynie tworzy w cieczy wyboiste fale Faradaya. Powiew powietrza wprowadzony do tego systemu tworzy dziurę w oobleku, która po prostu wisi, a nie znika, jak można się spodziewać. Przyspiesz wibracje, a otwór zamieni się w wijącą się masę, która powoli przejmuje całą powierzchnię oobleku. Nie wiem jak wy, ale nie mogę oglądać tego filmu bez włączania wewnętrznych alarmów WTF.

oczywiście najbardziej znaną siłą zastosowaną do ooblecka jest ciężar osoby, która uderza stopą, gdy przejeżdża po kadzi wypełnionej rzeczami. Możesz znaleźć wiele filmów na Youtube, w których ludzie powtarzają ten niesamowity wyczyn, w tym ten powyżej. Nie tylko małe dzieci, studenci i widzowie Ellen są pod wrażeniem. Wyjaśnienie wszystkich właściwości ooblecka jest przedmiotem poważnych badań naukowych.

w 2012 roku naukowcy z Uniwersytetu w Chicago opublikowali artykuł, w którym opisali baterię eksperymentów, które przeprowadzili na ooblecku (możesz obejrzeć film z ich testów poniżej). Trudno nie być pod wrażeniem całej nauki, którą ci faceci robią na dziwnych rzeczach, którymi bawiłem się jako dziecko: laserach! Szybkie kamery! Aparaty rentgenowskie! Ich laboratorium ma wszystko.

po zmierzeniu wszystkich sił i deformacji wewnątrz oobleck, naukowcy uważają, że wiedzą, w jaki sposób jest on w stanie wygenerować poparcie dla mesjańskich sztuczek partyjnych. Jeśli uderzysz w oobleck mocno i szybko, cząstki skrobi kukurydzianej zostaną wepchnięte razem, skupiając się jak śnieg przed pługiem śnieżnym. Tworzy to quasi-solidną kolumnę tuż pod stopą, która może utrzymać twoją wagę. Ale jeśli przestaniesz się ruszać, przestaniesz stosować siłę i oobleck powróci do stanu ciekłego.

to dość intuicyjne. Ale wiele tajemnic pozostaje z oobleckiem. Naukowcy nadal nie znają wszystkich szczegółów, takich jak to, czy cząstki skrobi kukurydzianej rzeczywiście stykają się ze sobą, co powoduje, że rozchodzą się po odcięciu ciśnienia i jak różne rozmiary ziaren wpłynęłyby na działanie ooblecka. Ten ostatni punkt jest ważny, ponieważ niektórzy inżynierowie chcieliby stworzyć nowe substancje o cechach podobnych do ooblecka. Mogą być dobre w absorbowaniu ogromnych uderzeń, znajdowaniu zastosowań w kamizelkach kuloodpornych lub poduszkach, które nadmuchują się podczas wypadku samochodowego.

myślę, że ostatecznie morał tej historii jest taki: rodzice, Pozwólcie dzieciom bawić się płynami Nie-Newtonowymi. Wyrośnie, by tworzyć urządzenia ratujące życie, albo przynajmniej pisać o nich w Internecie.