I ricercatori della Swansea University del College of Engineering hanno catturato i momenti in cui un fluido reagisce come un solido attraverso un nuovo metodo di osservazione del fluido in condizioni pressurizzate.

La ricerca arriva dal Complex Flow Lab, con sede all'interno dell'Istituto per i materiali innovativi, Tecnologie di elaborazione e numeriche (IMPACT). Il laboratorio studia gli intricati schemi di flusso che spesso si sviluppano nei materiali granulari, mezzi porosi, e fluidi complessi come schiume, gel e paste.

Questo ultimo studio esamina i fluidi che hanno una risposta solida allo stress, un fenomeno chiamato Discontinuous Shear Thickening (DST). Questo è quando liquido (in questo caso, una miscela di amido di mais) si addensa bruscamente e diventa solido quando viene disturbato.

I test hanno coinvolto un nuovo metodo di osservazione che coinvolge una telecamera ad alta velocità con risultati che offrono un approccio innovativo alle future pratiche ingegneristiche.

L'autore della ricerca Dr. Deren Ozturk, che ha recentemente completato il suo dottorato di ricerca. in quest 'area, Commenti:

"I nostri risultati sono di particolare interesse per il fiorente campo di ricerca dell'ora legale in quanto è una nuova indicazione visiva del comportamento dell'ora legale che potrebbe essere utilizzata per calibrare i futuri modelli teorici. Il fenomeno dell'ora legale è oggetto di ricerca per applicazioni ingegneristiche uniche come armature morbide, dossi "intelligenti", e produzione alimentare.

Il team di ricerca ha utilizzato amido di mais da cucina normale mescolato con acqua. Questo viene poi posto in una cella stretta; l'aria pressurizzata viene rilasciata nel fluido acqua-amido di mais e si fa strada attraverso.

Il modo in cui l'aria fuoriesce viene filmato utilizzando una telecamera ad alta velocità per visualizzare i modelli di invasione, che si presentano come dita fluide o fratture solide a seconda della concentrazione di amido di mais e della pressione nell'aria".

Il dottor Ozturk continua:

"Abbiamo usato l'amido di mais (come sistema modello per la classe più ampia di materiali addensanti da taglio) in quanto è conveniente, ampiamente disponibile e mostra una drammatica risposta di ispessimento al taglio. Poiché questo tipo di esperimento di invasione (di cui abbiamo molta esperienza) non era stato precedentemente eseguito su un fluido DST, il nostro obiettivo principale era semplicemente provarli nella speranza di vedere qualcosa di interessante.

La nostra ipotesi principale era che il fluido si sarebbe "fratturato" come un solido se sottoposto a una sollecitazione sufficiente. Questa sarebbe una grande cosa da vedere poiché un fluido dovrebbe mostrare modelli di dita larghe. Noi eravamo, perciò, felice di vedere una stretta risposta alla frattura poiché ciò significava che avevamo sviluppato un nuovo tipo di esperimento per sondare le condizioni per le quali si osserva l'ora legale".

Co-autore Dr. Bjornar Sandnes, capo del Complex Flow Lab, Commenti:

"Ciò che è particolarmente interessante dell'amido di mais studiato qui è che l'attrito può essere attivato o disattivato come un interruttore.

Quando solo delicatamente disturbato, i grani si respingono e non essendo a contatto non c'è attrito e il materiale scorre come un liquido.

Disturbalo con più forza però, e i grani vengono spinti a contatto in modo tale che l'attrito impedisca ai grani di scorrere liberamente. Il materiale quindi si comporta più come un solido, ed è allora che osserviamo la frattura nei nostri esperimenti".

Il documento è pubblicato in Fisica delle comunicazioni .