非ニュートン流体とは何ですか？

非ニュートン流体とは、加えられた応力に基づいて粘度が変化する流体です。 最も一般的に知られている非ニュートン流体は、水に溶解したコーンスターチです。 水のようなニュートン流体とは対照的で、水の挙動は温度と圧力によってのみ説明でき、2から2番に作用する力ではありません。 非ニュートン流体は、物理学をより詳細に、エキサイティングで実践的な方法で理解するのに役立つ魅力的な物質です。

せん断増粘の非ニュートン流体で満たされたバケットをパンチすると、入ってくる力によって導入された応力により、流体内の原子が固体のように再配置されます。 あなたの手は通過しません。 ただし、ゆっくりと流体に手を入れると、うまく浸透します。 突然手を引くと、再び固体のように振る舞うようになります。このようにして、文字通り、容器から液体のバケツを引き出すことができます。

せん断減粘性の非ニュートン流体は、逆の動作をします。 このタイプでは、応力が加わると、流体は濃くなるのではなく、薄くなります。 擬似塑性とも呼ばれる、このタイプの非ニュートン流体の例には、ケチャップ、歯磨き粉、および塗料が含まれます。 通常、どちらのタイプでも効果は長く続きません。ストレスがかかっている間だけ持続します。

非ニュートン流体は、物理世界に存在する多種多様な流体の理解に役立ちます。 プラスチック固体、べき法則流体、粘弾性流体、および時間依存の粘性流体は、せん断応力と粘性/弾性の間の複雑で反直感的な関係を示すものです。 ただし、非ニュートン流体は、おそらく最もエキサイティングです。

YouTubeで非ニュートン流体を検索すると、いくつかの興味深い結果が得られます。 いくつかのゲームショーでは、ホストまたは競技者は、せん断を増粘する非ニュートン流体の大きなバットを横切って走り、止まらない限り横断することができます。その場合、すぐに沈みます。 振動板と組み合わせると、非ニュートン流体は、突出した「指」やそれらを作成した後に残る穴など、他の異常な特性を示します。 振動板は周期的に応力を加え、液体の粘度を急速に変化させ、液体と固体の間の奇妙な中間の地面に置きます。

非ニュートン流体のせん断増粘の実用的な用途は、将来のボディアーマーにあるかもしれません。 そのような液体は通常柔軟なので、攻撃を受けていないときに兵士が自由に動くことができます。 しかし、スピード弾丸に直面した場合、彼らはすぐに難しくなり、伝統的な鎧のように機能します。 非ニュートン流体が軍隊に適しているかどうかを確認するには、さらなる研究が必要ですが、それまでは、遊ぶのは楽しいでしょう。