Maisitärklise ja vee läga on tunduvalt veidram kui selle osade summa. Liigutage seda aeglaselt ja see voolab nagu vedelik; lüüa või kiiresti läbi lüüa ja see lukustub nagu tahke.
See goo on nii imelik, et pälvis Seussia kuulsuse (ja nime) raamatus “Bartholomew and Oobleck”, milles see aine pitsitas peaaegu Diddi kuningriigi saatust.
Lisaks muinasjuttudele on oobleck teaduslike laborite ja koolieelsete tundide põhiosa. Nüüd on teadlased loonud esimese kolmemõõtmelise arvutimudeli, mis suudab ennustada aine pealtnäha müstilist käitumist, võimalusel avades uksi ooblecki palju tõsisemateks kasutusteks. (Kas see mudel oleks päästnud Diddi kuningriigi või mitte, me ei saa kunagi teada.)
"Selle materjali kasutamiseks võib olla võimalusi, mille peale me pole veel mõelnud, kus saate selle kujundada selliseks, et see moodustaks taolise käitumise väga-väga konkreetsetel asjaoludel," ütles uuringu juht Ken Kamrin, kes on mehaanikainsener. Massachusettsi Tehnoloogiainstituut. Üks näide, ütles Kamrin Live Science'ile, võib olla kaitseriietus, mis võib liikuda ja voolata paindlikult, kui seda tugevasti ei tabata. Sel juhul jäigaks ja toimiks nagu kilp.
Ebatavaline vedelik
Oobleck on mitte-Newtoni vedelik, termin vedelike jaoks, mis muudavad stressi korral viskoossust (kui hõlpsalt nad voolavad). Sõites sõrmedega aeglaselt läbi maisitärklise ja vee, toimib see nagu vedelik, kuid rakendab kiiret jõudu ning tahkub, paindub ja isegi pisarab.
"See on tõesti nagu vedelik, kui liigutate seda aeglaselt, kuid see teeb kõik, mida kindlalt oodata, kui sellega kiiresti mängida," sõnas Kamrin.
Pärast teadusliku jutu nägemist ooblecki omaduste kohta käivitasid Kamrin ja tema kolleegid "väga tervisliku" sisemise arutelu selle üle, kuidas maisitärklis ja vesi võivad erineda teistest märgadest graanulitest. Teadlane ja tema meeskond keskenduvad tavaliselt liiva, kruusa ja muude tööstuslike materjalide voolamisele. Kuid maisitärklis on tema sõnul erinev, peamiselt seetõttu, et osakesed on nii väikesed. Maisitärklise osakesed on mikroni kuni 10 mikroni suurused, mis on väiksemad kui juuksekarva läbimõõt.
Selles suuruses on osakesed vastuvõtlikud kõige väiksematele termilistele ja elektrilistele jõududele, ütles Kamrin. Selle tagajärjel tõrjuvad vees olevad maisitärkliseosakesed üksteist veidi tagasi, hoides neid liiga nõrkade jõudude poolt, et mõjutada midagi nii suurt kui liivatera. See tõrjuv jõud aitab läga voolata, kuna osakesed eelistavad selle vahel vedelikukihti. Kuid kokku pigistades võtab hõõrdumine üle ja osakesed liiguvad nagu tahke aine.
Mudeli tegemine
Kamrin ja tema meeskond alustasid juba välja töötatud märja liiva arvutimudeliga, tehes muudatusi niiske maisitärklise paremaks jäljendamiseks. Kõige tähtsam on see, et nad lisasid täiendava muutuja, et ennustada, mitu maisitärklise tera puudutab vedeliku antud piirkonnas üksteist. See muutuja, mida Kamrin naljatledes nimetab "kohmakuseks", võimaldab mudelil kindlaks teha, kui tahke või vedela moodustab obleck.
Seda mudelit, mis on visandatud 27. septembri ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences, saab kasutada simuleerimaks ooblecki reageerimist erinevatele jõududele, näiteks kahe plaadi vahel pigistamiseks või mürsuga löömiseks. Teadlased testisid mudelit ka virtuaalse "rattaga", juhtides seda üle ooblecki paagi, leides, et mida kiiremini ratas sõitis, seda kindlam on ooblecki pind.
See katse kajastab ooblecki ühte potentsiaalset kasutamist aukude ajutise täitmisena, ütles Kamrin. Piisavalt kõrge kiiruspiiranguga maanteel võidakse auke kaevata kott oblecki (või obleckilaadset materjali), mis deformeerub tühimiku täitmiseks ja muutub ratastega üle sõites tahkeks.
Kui materjaliteadlased hakkavad üha enam huvi tundma ooblecki imelike omaduste vastu, võiks uus mudel olla kasulik rakenduste praktiliseks testimiseks, ütles Kamrin.
"Põhimõtteliselt võite proovida mudelit kasutades arvutis kujundada," sõnas ta ja "ja kui arvate, et teil on õige protokoll, saate midagi teha."
Algselt avaldatud Elav teadus.
