O que é um fluido não newtoniano?
Um fluido não newtoniano é um fluido cuja viscosidade é variável com base no estresse aplicado. O fluido não newtoniano mais conhecido é o amido de milho dissolvido em água. Contraste com fluidos newtonianos como a água, cujo comportamento pode ser descrito exclusivamente pela temperatura e pressão, e não pelas forças que atuam sobre ele de um segundo para o outro. Os fluidos não newtonianos são substâncias fascinantes que podem ser usadas para nos ajudar a entender a física com mais detalhes, de uma maneira prática e empolgante.
Se você perfurar um balde cheio de um fluido não-newtoniano de espessamento por cisalhamento, a tensão introduzida pela força de entrada faz com que os átomos no fluido se reorganizem de modo que se comporte como um sólido. Sua mão não vai passar. Se você enfiar a mão lentamente no fluido, ele penetrará com sucesso. Se você puxar sua mão abruptamente, ela se comportará novamente como um sólido, e você poderá literalmente puxar um balde de fluido para fora do recipiente dessa maneira.
Um fluido não newtoniano de afinamento por cisalhamento se comporta da maneira oposta. Nesse tipo, o fluido se torna mais fino, em vez de mais espesso, quando o estresse é aplicado. Também chamado de pseudoplástico, exemplos desse tipo de fluido não newtoniano incluem ketchup, creme dental e tinta. O efeito geralmente não dura muito tempo em qualquer um dos tipos, continuando apenas enquanto a tensão é aplicada.
Fluidos não-newtonianos nos ajudam a entender a grande variedade de fluidos que existem no mundo físico. Sólidos plásticos, fluidos de lei de potência, fluidos viscoelásticos e fluidos de viscosidade dependentes do tempo são outros que exibem relações complexas e contra-intuitivas entre tensão de cisalhamento e viscosidade / elasticidade. No entanto, o fluido não newtoniano é provavelmente o mais emocionante para se brincar.
Uma pesquisa por fluido não newtoniano no YouTube traz alguns resultados interessantes. Em vários shows, apresentadores ou competidores encontram grandes cubas de fluido não-newtoniano de espessamento por cisalhamento, capazes de atravessá-las a menos que parem - e nesse caso afundam imediatamente. Quando combinados com uma placa oscilante, os fluidos não newtonianos demonstram outras propriedades incomuns, como "dedos" salientes e orifícios que persistem após criá-los. Uma placa oscilante aplica estresse periodicamente, alterando rapidamente a viscosidade do fluido e colocando-o em um meio termo entre um líquido e um sólido.
Uma aplicação prática para o cisalhamento de fluidos não-newtonianos pode estar em uma armadura corporal do futuro. Como esses fluidos geralmente são flexíveis, eles permitiriam que os soldados se movimentassem livremente quando não estivessem sob ataque. Mas se confrontados com uma bala veloz, eles rapidamente se esforçariam, atuando como armaduras tradicionais. Mais pesquisas são necessárias para verificar se fluidos não-newtonianos são adequados para as forças armadas, mas até então, é divertido brincar com isso.