Misterul fluidelor nenewtoniene ar putea fi, în sfârşit, dezlegat. Ce explicaţie oferă o echipă de cercetători americani
În timp ce fizicienii au reuşit să înţeleagă cum fluidelele nenewtoniene pot trece din stare lichidă în stare solidă, în funcţie de modul în care sunt manipulate, nu se ştie, însă, ceea ce se întâmplă cu aceste substanţe la nivel molecular. Ce poate determina particulele care le compun să se comporte atât de ciudat?
Fluidul newtonian a fost definit de Sir Isaac Newton ca fiind fluidul perfect. În cazul unei astfel de substanţe, vâscozitatea este influenţată în principal de temperatură şi presiune. De exemplu, dacă avem apă la o temperatură şi presiune moderată, aceasta va continua să acţioneze ca un lichid, indiferent de câte multă presiune ar fi aplicată asupra sa.
Pe de altă parte, lichidele nenewtoniene se comportă după alte principii. Astfel, dacă aplicăm presiune asupra unei substanţe de acest tip, vâscozitatea ei se va modifica, în aşa fel încât îşi poate schimba complet starea de agregare. Din câte se cunoaşte până acum, viscozitatea acestor lichide este determinată de rezistenţa pe care acestea o au.
Ăsta e modul în care fizicienii au explicat până acum comportamentul fluidelor nenewtoniene, însă există oameni de ştiinţă care susţin că acestea trebuie studiate în detaliu, la nivel molecular.
Comportamentul lichidelor nenewtoniene, explicat prin intermediul a două ipoteze diferite
Două echipe de cercetători au emis câte o ipoteză diferită privind comportamentul lichidelor nenewtoniene. Prima dintre acestea se referă la faptul că forţa de frecare dintre coloizii fluidelor nenewtoniene este cea care nu le permite să deplaseze, astfel încât ele se comportă mai degrabă ca nişte materiale solide şi nu ca lichide. Pe de altă parte, cealaltă echipă este de părere că atunci când este aplicată presiune asupra unui lichid nenewtonian, coloizii acestuia sunt forţaţi să se apropie foarte mult, formând aşa-numitele ,,hidroclustere”.
Cercetătorii Insitutului Naţional de Tehnologie şi Standarde, din cadrul Universităţii din Georgetown, susţin că ambele echipe au dreptate. Ei îşi motivează afirmaţia pe baza rezultatelor obţinute în timpul unui experiment, în care au analizat modul în care răspund coloizii la diferite niveluri de stres. Rezultatele analizelor au arătat că presiunea aplicată asupra coloizilor îi determină să nu mai realizeze interacţiuni hidrodinamice, ci de fricţiune, pe parcurs ce substanţa se solidifică.
,,Această tranziţie demonstrează că îngroşarea este determinată, în principal, de fricţiune, în cadrul căreia forţele hidrodinamice joacă un rol important. Acest lucru se întâmplă în cazul particulelor aflate în concentraţii reduse, atunci când amestecurile sunt mai puţin dense”, susţine autorul principal al studiului, cercetătorul John Royer, într-un comunicat de presă.
Rezultatele obţinute de specialiştii Universităţii din Georgetown vor trebui reproduse, înainte de a putea spune cu siguranţă dacă ipoteza pe care ei au formulat-o este într-adevăr corectă. Dacă fizicienii vor putea realiza acest lucru, înseamnă că, în sfârşit, misterul lichidelor nenewtoniene va fi dezlegat.
Sursa: sciencealert.com
Vă mai recomandăm şi: Era post-benzină, mai aproape de realitate: maşinile electrice vor fi alimentate cu combustibil lichid!