O pastă de amidon și apă este mult mai ciudată decât suma părților sale. Mișcați-l încet și curge ca un lichid; lovește-l sau tăie-l repede și se blochează ca un solid.
Goo-ul este atât de ciudat încât a câștigat faima Seussiei (și un nume) în „Bartolomeu și Oobleck”, în care substanța aproape că a pecetluit soarta Regatului Didd.
Dincolo de basme, oobleck este un element fundamental al laboratoarelor de știință și al clasei preșcolare. Acum, cercetătorii au creat primul model de computer 3-D care poate prezice comportamentul aparent misterios al substanței, deschizând posibil uși pentru utilizări mult mai grave ale oobleck. (Dacă acest model ar fi salvat sau nu Regatul Didd-ului, nu vom ști niciodată.)
„Pot exista moduri de a folosi acest material în moduri la care nu ne-am gândit încă, în care îl puteți proiecta pentru a se transforma într-un comportament asemănător solid în circumstanțe foarte specifice”, a declarat liderul studiului, Ken Kamrin, inginer mecanic la Institutul de tehnologie din Massachusetts. Un exemplu, Kamrin a spus pentru Live Science, ar putea fi îmbrăcăminte de protecție care s-ar putea mișca și curge flexibil, dacă nu se lovește tare, caz în care se va înăbuși și ar acționa ca un scut.
Lichid neobișnuit
Oobleck este un fluid non-newtonian, un termen pentru fluidele care schimbă vâscozitatea (cât de ușor curg) sub stres. Când treci cu degetele încet prin amidon și apă, acționează ca un lichid, dar aplică forță rapidă și se solidifică, se îndoaie și chiar se sfâșie.
„Este într-adevăr ca un lichid dacă îl mutați încet, dar face tot ceea ce vă așteptați dintr-un solid, dacă jucați cu el rapid”, a spus Kamrin.
După ce au văzut o discuție științifică despre proprietățile lui Oobleck, Kamrin și colegii săi au lansat o dezbatere internă „foarte sănătoasă” despre modul în care amidonul și apa ar putea diferi de alte materiale granulare umede. Oamenii de știință și echipa sa se concentrează, de obicei, pe fluxul de nisip, pietriș și alte materiale industriale. Dar amidonul este diferit, a spus el, în mare parte pentru că particulele sunt atât de minuscule. Particulele de amidon au o dimensiune de 10 microni până la 10 microni, mai mic decât diametrul unui păr uman.
La această mărime, particulele sunt sensibile la cele mai mici forțe termice și electrice, a spus Kamrin. Drept urmare, particulele de amidon din apă se resping ușor reciproc, ținute în afară de forțe prea slabe pentru a afecta ceva la fel de mare ca un bob de nisip. Această forță repulsivă ajută curgerea șlamului, deoarece particulele preferă un strat de fluid între atunci. Dar când sunt strânse împreună, frecarea preia și particulele se mișcă ca un solid.
Realizarea unui model
Kamrin și echipa sa au început cu un model computerizat de nisip umed pe care îl dezvoltaseră deja, făcând ajustări pentru a imita mai bine amidonul umed. Cel mai important, au adăugat o variabilă suplimentară pentru a prezice câte boabe de amidon se ating între ele într-o anumită regiune a fluidului. Această variabilă, la care Kamrin se referă în glumă drept „neplăcere”, permite modelului să stabilească cât de solid va fi lichidul sau lichidul.
Modelul, prezentat în 27 septembrie în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences, poate fi folosit pentru a simula reacția lui Oobleck la diferite forțe, cum ar fi fost stors între două plăci sau lovit cu un proiectil. Cercetătorii au testat, de asemenea, modelul cu o „roată” virtuală parcurgând-o pe un rezervor de oobleck, descoperind că cu cât roata a călătorit mai repede, cu atât suprafața oobleck-ului este mai fermă.
Kamrin a spus că acel experiment potențial de utilizare a oobleck-ului ca umplutură temporară pentru găuri. Pe un drum cu o limită de viteză suficient de mare, o pungă de oobleck (sau material asemănător cu oobleck) ar putea fi aruncată într-o gaură, deformându-se pentru a umple golul și trecând la un solid atunci când este trecut de roțile mașinii.
Pe măsură ce oamenii de știință din materiale devin mai interesați de proprietățile ciudate ale lui Oobleck, noul model ar putea fi util pentru testarea aplicațiilor practic, a spus Kamrin.
"Practic, puteți încerca să proiectați pe computer folosind modelul", a spus el, "și odată ce credeți că aveți protocolul potrivit, puteți face ceva."
Publicat inițial la Știința în direct.
