Kaše kukuřičného škrobu a vody je mnohem podivnější než součet jejích částí. Pohybujte pomalu a teče jako kapalina; zasáhl to, nebo to naprosto rychle, a uzamkne se jako pevná látka.
Goo je tak divné, že získalo seusovskou slávu (a jméno) v „Bartholomew a Oobleck“, ve které látka téměř utěsnila osud Diddského království.
Kromě pohádek je oobleck základem vědeckých laboratoří a předškolních tříd. Nyní vědci vytvořili první trojrozměrný počítačový model, který dokáže předpovídat zdánlivě tajemné chování látky, případně otevírá dveře pro mnohem závažnější použití ooblecku. (To, zda by tento model zachránil Kingdom Didd, to nikdy nebudeme vědět.)
"Mohou existovat způsoby, jak tento materiál použít způsoby, o kterých jsme dosud neuvažovali, kde můžete navrhnout, aby se za velmi specifických okolností změnil na solidní chování," uvedl vedoucí studie Ken Kamrin, strojní inženýr Technologický institut v Massachusetts. Jedním z příkladů, Kamrin řekl Live Science, by mohl být ochranný oděv, který by se mohl pohybovat a pohybovat pružně, pokud nebude zasažen tvrdě, v takovém případě by ztuhl a působil jako štít.
Neobvyklá tekutina
Oobleck je nenewtonská tekutina, což je termín pro tekutiny, které pod stresem mění viskozitu (jak snadno tekou). Když prsty pomalu protékáte kukuřičným škrobem a vodou, působí jako kapalina, ale působí rychlou silou a zpevňuje, ohýbá a dokonce i slzy.
„Je to opravdu jako tekutina, pokud ji pohnete pomalu, ale pokud s ní budete hrát rychle, dělá vše, co od pevné hmoty očekáváte,“ řekl Kamrin.
Poté, co viděl vědecký rozhovor o vlastnostech ooblecku, zahájil Kamrin a jeho kolegové „velmi zdravou“ interní debatu o tom, jak se může kukuřičný škrob a voda lišit od jiných vlhkých granulárních materiálů. Vědec a jeho tým se obvykle zaměřují na tok písku, štěrku a dalších průmyslových materiálů. Ale kukuřičný škrob je jiný, řekl, hlavně proto, že částice jsou tak malé. Částice kukuřičného škrobu mají velikost mikronů až 10 mikrometrů, menší než je průměr lidských vlasů.
Při této velikosti jsou částice citlivé na nejmenší tepelné a elektrické síly, řekl Kamrin. Výsledkem je, že částice kukuřičného škrobu ve vodě se navzájem mírně odpuzují a jsou drženy odděleny silami příliš slabými na to, aby dopadly na něco tak velkého jako zrnko písku. Tato odpudivá síla pomáhá toku kalu, protože částice upřednostňují vrstvu tekutiny mezi tím. Když se však stlačí dohromady, převezme tření a částice se pohybují jako pevná látka.
Vytvoření modelu
Kamrin a jeho tým začali s počítačovým modelem mokrého písku, který již vyvinuli, a upravovali tak, aby lépe napodobovali vlhký kukuřičný škrob. Nejdůležitější je, že přidali další proměnnou, která předpovídá, kolik zrn kukuřičného škrobu se v dané oblasti tekutiny dotýká. Tato proměnná, kterou Kamrin vtipně označuje jako „shlukovitost“, umožňuje modelu určit, jak bude oobleck pevný nebo kapalný.
Model, který je nastíněn 27. září v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, lze použít k simulaci reakce oobleck na různé síly, jako je například vymáčknutí mezi dvě desky nebo zasažení projektilem. Vědci také vyzkoušeli model s virtuálním „kolečkem“ tak, že ho přejeli přes nádrž ooblecku a zjistili, že čím rychleji se kolo pohybuje, tím pevnější je povrch ooblecku.
Tento experiment odráží jedno možné použití ooblecku jako dočasné výplně pro výmoly, řekl Kamrin. Na silnici s dostatečně vysokým rychlostním limitem mohl být pytel s oobleckem (nebo materiál podobný oobleck) vyhozen do výmolu, deformující se tak, aby zaplnil prázdnotu, a přecházel k pevné látce, když se prohnal koly automobilu.
Jak se vědci materiálů začnou více zajímat o divné vlastnosti ooblecku, nový model by mohl být užitečný pro virtuální testování aplikací, řekl Kamrin.
„V zásadě se můžete pokusit navrhnout na počítači pomocí tohoto modelu,“ řekl, „a jakmile si myslíte, že máte správný protokol, můžete něco udělat.“
Původně zveřejněno dne Živá věda.
