Kukurūzų krakmolo ir vandens suspensija yra daug keistesnė už jo dalių sumą. Lėtai judėkite, ir jis teka kaip skystis; greitai jį paspauskite arba nukirskite, ir jis užsifiksuos kaip tvirtas.
Goo yra toks keistas, kad pelnė Seusų šlovę (ir pavadinimą) „Baltramiejus ir Ooblekas“, kurioje ši medžiaga beveik užklupo Diddo karalystės likimą.
Be pasakų, oobleckas yra mokslo laboratorijų ir ikimokyklinių klasių štapelis. Dabar tyrėjai sukūrė pirmąjį 3D kompiuterio modelį, kuris gali nuspėti iš pažiūros mįslingą medžiagos elgesį, galbūt atverdamas duris kur kas rimtesniems oobleck naudojimo atvejams. (Ar šis modelis būtų išgelbėjęs Diddo karalystę, niekada nesužinosime.)
„Gali būti būdų, kaip šią medžiagą panaudoti tokiais būdais, apie kuriuos dar negalvojome, kur galite jį suprojektuoti taip, kad jis taptų panašus į elgesį labai, labai specifinėmis aplinkybėmis“, - sakė tyrimo vadovas Kenas Kamrinas, mechanikos inžinierius. Masačiusetso Technologijų Institutas. Vienas iš pavyzdžių, „Kamrin“ pasakojo „Live Science“, gali būti apsauginiai drabužiai, kurie galėtų judėti ir tekėti lanksčiai, nebent stipriai trenktųsi; tokiu atveju jie sutvirtėtų ir veiktų kaip skydas.
Neįprastas skystis
Oobleckas yra ne Niutono skystis, terminas skysčiams, kurie streso metu keičia klampumą (kaip lengvai jie teka). Lėtai paleisdami pirštus per kukurūzų krakmolą ir vandenį, jis veikia kaip skystis, tačiau taiko greitą jėgą ir kietėja, lenkiasi ir net ašaroja.
„Tai tikrai yra kaip skystis, jei judate lėtai, tačiau jis daro viską, ko tikitės iš kieto, jei su juo greitai žaidžiate“, - sakė Kamrinas.
Pamatęs mokslinį pokalbį apie ooblecko savybes, Kamrinas ir jo kolegos pradėjo „labai sveiką“ vidinę diskusiją apie tai, kuo kukurūzų krakmolas ir vanduo gali skirtis nuo kitų drėgnų, granuliuotų medžiagų. Paprastai mokslininkas ir jo komanda sutelkia dėmesį į smėlio, žvyro ir kitų pramoninių medžiagų srautą. Tačiau jis teigė, kad kukurūzų krakmolas skiriasi tuo, kad dalelės yra tokios mažos. Kukurūzų krakmolo dalelės yra nuo mikrono iki 10 mikronų dydžio, mažesnės už žmogaus plauko skersmenį.
Kamrin sakė, kad tokio dydžio dalelės yra jautrios mažiausiai šiluminėms ir elektrinėms jėgoms. Dėl to kukurūzų krakmolo dalelės vandenyje iš tikrųjų šiek tiek atstumia viena kitą, laikomos per silpnomis jėgomis, kad paveiktų ką nors tokio dydžio kaip smėlio grūdas. Ši atstumianti jėga padeda srutai tekėti, nes dalelės teikia pirmenybę skysčio sluoksniui. Bet suspaudus kartu, trintis ima viršų ir dalelės juda kaip vientisa medžiaga.
Modelio sudarymas
Kamrinas ir jo komanda pradėjo nuo jau sukurto šlapio smėlio kompiuterio modelio, pritaikydami jį taip, kad būtų geriau imituoti šlapio kukurūzų krakmolo. Svarbiausia, kad jie pridėjo papildomą kintamąjį, kad nuspėtų, kiek kukurūzų krakmolo grūdų liečiasi vienas su kitu tam tikrame skysčio regione. Šis kintamasis, kurį Kamrinas juokaudamas vadina „gumuliškumu“, leidžia modeliui nustatyti, koks bus kietas ar skystas panašus į opaligę.
Modelis, aprašytas rugsėjo 27 d. Žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“, gali būti naudojamas imituoti ooblecko reakciją į įvairias jėgas, pavyzdžiui, būti suspaustoms tarp dviejų plokštelių arba pataikyti į sviedinį. Tyrėjai taip pat išbandė modelį su virtualiu „ratu“, paleisdami jį pro ooblecko baką ir nustatė, kad kuo ratas važiuoja, tuo tvirtesnis ooblecko paviršius.
Šis eksperimentas atspindi vieną galimą oobleck naudojimą kaip laikiną duobių užpildymą, sakė Kamrinas. Kelyje, kuriame yra pakankamai didelis greičio ribojimas, urvas (arba panašus į medžiagą) gali būti išmestas į duobę, deformuojantis užpildyti tuštumą ir, pervažiavus automobilio ratus, pereiti į kietą medžiagą.
Medžiagų mokslininkams pradėjus domėtis keistomis ooblecko savybėmis, naujasis modelis galėtų būti naudingas praktiškai tikrinant programas, sakė Kamrinas.
"Iš esmės galite pabandyti kurti kompiuteryje naudodamiesi modeliu, - sakė jis, - ir kai jūs manote, kad turite tinkamą protokolą, galite ką nors padaryti."
Iš pradžių paskelbta Gyvasis mokslas.
