Ένας πολτός από άμυλο καλαμποκιού και νερό είναι πολύ πιο περίπλοκο από το άθροισμα των τμημάτων του. Μετακινήστε το αργά και ρέει σαν υγρό. χτυπήστε το ή καθαρίστε το γρήγορα, και κλειδώνει σαν στερεό.
Το goo είναι τόσο περίεργο που κέρδισε τη φήμη της Σερβίας (και ένα όνομα) στο «Βαρθολομαίο και το Oobleck», όπου η ουσία σχεδόν σφράγισε την τύχη του Βασιλείου του Didd.
Πέρα από τα παραμύθια, το oobleck είναι ένα βασικό μέρος των εργαστηρίων επιστήμης και των προσχολικών τάξεων. Τώρα, οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει το πρώτο μοντέλο υπολογιστών 3-D που μπορεί να προβλέψει την φαινομενικά μυστηριώδη συμπεριφορά της ουσίας, ενδεχομένως ανοίγοντας πόρτες για πολύ πιο σοβαρές χρήσεις του oobleck. (Είτε αυτό το μοντέλο θα είχε σώσει το Βασίλειο του Didd, δεν θα το μάθουμε ποτέ).
"Μπορεί να υπάρχουν τρόποι να χρησιμοποιήσουμε αυτό το υλικό με τρόπους που δεν έχουμε σκεφτεί ακόμη, όπου μπορείτε να το σχεδιάσετε για να μετατραπεί σε συμπαγή συμπεριφορά υπό πολύ συγκεκριμένες συνθήκες", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Ken Kamrin, μηχανικός μηχανικός Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. Ένα παράδειγμα, ο Kamrin είπε στη Live Science, μπορεί να είναι προστατευτικό ρουχισμό που θα μπορούσε να κινηθεί και να ρέει ευέλικτα, εκτός και αν χτυπήσει σκληρά, οπότε θα σκληρυνόταν και θα ενεργούσε σαν ασπίδα.
Ασυνήθιστο υγρό
Το Oobleck είναι ένα υγρό που δεν είναι Νευτώνιο, ένας όρος για τα υγρά που αλλάζουν το ιξώδες (πόσο εύκολα ρέουν) κάτω από το άγχος. Όταν τρέχετε τα δάχτυλά σας αργά μέσω αμύλου καλαμποκιού και νερού, ενεργεί σαν υγρό, αλλά εφαρμόζει ταχεία δύναμη, στερεοποιεί, στροφές και ακόμη δάκρυα.
"Είναι πραγματικά σαν ένα υγρό, αν το μετακινείτε αργά, αλλά κάνει ό, τι περιμένετε από ένα στερεό αν παίζετε με αυτό γρήγορα", είπε ο Kamrin.
Αφού είδε μια επιστημονική συζήτηση για τις ιδιότητες του oobleck, ο Kamrin και οι συνεργάτες του ξεκίνησαν μια "πολύ υγιή" εσωτερική συζήτηση για το πώς το άμυλο καλαμποκιού και το νερό μπορεί να διαφέρουν από άλλα υγρά, κοκκώδη υλικά. Ο επιστήμονας και η ομάδα του επικεντρώνονται συνήθως στη ροή άμμου, χαλίκου και άλλων βιομηχανικών υλικών. Αλλά το άμυλο αραβοσίτου είναι διαφορετικό, είπε, κυρίως επειδή τα σωματίδια είναι τόσο μικροσκοπικά. Τα σωματίδια του αραβοσίτου είναι μικρού μεγέθους έως 10 μικρά, μικρότερα από τη διάμετρο μιας ανθρώπινης τρίχας.
Σε αυτό το μέγεθος, τα σωματίδια είναι ευαίσθητα στις ελάχιστες θερμικές και ηλεκτρικές δυνάμεις, είπε ο Kamrin. Ως αποτέλεσμα, τα σωματίδια αραβοσίτου στο νερό στην πραγματικότητα απωθούν ελαφρά μεταξύ τους, συγκρατούνται από δυνάμεις πολύ αδύναμες για να προσκρούσουν σε κάτι τόσο μεγάλο όσο ένας κόκκος άμμου. Αυτή η απωθητική δύναμη βοηθά τη ροή του πολτού, καθώς τα σωματίδια προτιμούν ένα στρώμα ρευστού μεταξύ αυτών. Αλλά όταν συμπιέζονται μαζί, η τριβή αναλαμβάνει και τα σωματίδια κινούνται σαν ένα στερεό.
Κάνοντας ένα μοντέλο
Ο Kamrin και η ομάδα του ξεκίνησαν με ένα μοντέλο υπολογιστών υγρής άμμου που είχαν ήδη αναπτυχθεί, κάνοντας προσαρμογές για να μιμηθούν καλύτερα το υγρό άμυλο καλαμποκιού. Το πιο σημαντικό, πρόσθεσαν μια επιπλέον μεταβλητή για να προβλέψουμε πόσα σπόρια αμύλου αραβοσίτου αγγίζουν το ένα το άλλο σε μια δεδομένη περιοχή του υγρού. Αυτή η μεταβλητή, την οποία ο Kamrin αστεία αναφέρεται ως "clumpiness", επιτρέπει στο μοντέλο να καθορίσει πόσο στερεό ή υγρό-όπως το oobleck θα είναι.
Το μοντέλο, που περιγράφηκε στις 27 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Proceedings της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση της αντίδρασης του oobleck σε διάφορες δυνάμεις, όπως η συμπίεση ανάμεσα σε δύο πλάκες ή το χτύπημα με ένα βλήμα. Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης το μοντέλο με έναν εικονικό "τροχό" τρέχοντάς το πάνω από μια δεξαμενή του oobleck, διαπιστώνοντας ότι όσο ταχύτερα ο τροχός ταξίδεψε, τόσο σταθερότερη ήταν η επιφάνεια του obleck.
Αυτό το πείραμα αντανακλά μια πιθανή χρήση του oobleck ως προσωρινή πλήρωση για λακκούβες, είπε ο Kamrin. Σε έναν δρόμο με αρκετά υψηλό όριο ταχύτητας, ένας σάκος από obleck (ή obleck-like υλικό) θα μπορούσε να πεταχτεί σε μια λακκούβα, να παραμορφωθεί για να γεμίσει το κενό και να μετατραπεί σε ένα στερεό όταν τρέχει από τροχούς αυτοκινήτων.
Καθώς οι επιστήμονες των υλικών ενδιαφέρονται περισσότερο για τις περίεργες ιδιότητες του oobleck, το νέο μοντέλο θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για εφαρμογές ελέγχου, δήλωσε ο Kamrin.
"Μπορείτε βασικά να προσπαθήσετε να σχεδιάσετε στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας το μοντέλο", είπε, "και μόλις νομίζετε ότι έχετε το σωστό πρωτόκολλο, μπορείτε να κάνετε κάτι".
Αρχικά δημοσιεύθηκε στις Ζωντανή επιστήμη.
