你有没有想过为什么番茄酱似乎牢牢地粘在瓶子的底部,然后一挤压它就会大量喷到你的薯条上?好吧,研究人员声称已经破解了这个谜团。
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据《每日邮报》报道,康奈尔大学的一个团队表示,他们已经发现了导致所谓的非牛顿行为——喷出——的单粒子动力学,正如番茄酱、奶油冻和其他液体所表现的那样。正常的牛顿液体,如水,无论施加什么力,都保持相同的粘度。但非牛顿液体,如番茄酱,在压力下会改变特性。
番茄酱在塑料瓶底部几乎保持固体状态,直到被挤压,此时它会将您的热狗浸入甜糊中。用物理学家的话说,就是剪切稀化。
同时,奶油冻具有液体的倾倒、流动特性,直到你用勺子轻敲它,当它变成接近固体时——它是剪切增稠。
早先人们认为,某些液体的特殊非牛顿行为是由粒子层层移动引起的,就像汽车在高速公路上行驶一样。现在,向程领导的团队成功地进行了实验,似乎反驳了这条车道的理论。
使用共聚焦显微镜和粘度计,研究人员观察了悬浮在水和甘油混合物中的二氧化硅球体的流动,因为它从稀薄过渡到牛顿,最后变稠。
根据他们的观察,康奈尔大学的团队得出结论,分层的数量并没有改变液体,足以成为所谓的非牛顿行为的原因。
相反,他们现在相信,当应力超过热致布朗运动时会发生剪切变薄,否则会使粒子随机分散。
相反,他们得出结论,当颗粒彼此移动得太快而流体无法避开时,就会发生剪切增稠,导致颗粒锁定在一起并形成团块,使流体变得更粘稠。
Cheng 相信他的研究结果对于开发处理非牛顿流体的工业机械很重要。我们必须了解这些流体的剪切稀化或稠化特性,以更好地控制流速。
想象一下,如果流体剪切变稠——当流速增加到某个阈值以上时,它可能会突然堵塞(机器)。他说,这可能是一场灾难。