【模型解釋了為何突然轉液體懸浮固體】

八方

【模型解釋了為何突然轉液體懸浮固體】

 

糾結的鏈導致剪切增稠

顆粒動力學模型結合流體動力學可以提供重要的見解不連續剪切增稠 — — 奇妙的效果，導致一些流體象材料突然像是固體。

由美國物理學家開發，模型同意關鍵實驗觀測，並可以説明研究人員開發新技術，基於剪切增稠，如靈活身體裝甲。

分散在液體中的微小固體顆粒的懸浮液可以表現出一系列奇怪的屬性已被證明很難完全瞭解使用傳統的流體動力學的物理學家。

最值得注意的是，他們並沒有恒定的粘度： 當他們更快地攪拌或推更難，雖然其他人變得更厚一些懸浮液變得 runnier。

阿爾伯特 · 愛因斯坦在 1906 年，第一次評估對粘度懸浮微粒的影響，自那時以來已有眾多的理論模型。

不過，這些都已充分解釋不連續剪切增稠: 突然的固體樣加勁是在玉米澱粉在水中的懸浮中很容易觀察到。

在新研究中，龍平瀨戶和他的同事在紐約城市大學認為暫停 — — 固體顆粒和液體培養基的混合物的基本性質。

這允許他們與那些從顆粒物理結合從流體動力學的想法。

流體動力學模型中的懸浮的粒子禁止碰，和所有交互都都介導的流體介質。

相比之下，在顆粒物理，有沒有媒介或介質是一對粒子接觸電阻小的氣體。

因此顆粒物理的宏觀動力學是個體之間的交互的顆粒產品。

鏈的力量

在低剪切粘度主要被引起媒體在擠壓本身的固體粒子之間移動暫停時，為具有的困難。

在現實中，在微粒之間有直接的接觸和這些做添加到粘度。

部隊應用到一個粒子可以有時會直接傳遞到下一步，創建一個鏈一起運動的粒子。

然而，這些力鏈好分散而太短，對中止的宏觀行為產生重大影響。

以上某些剪切率，然而，顆粒間的直接接觸成為更多粒子被迫更加接近多在一起，該介質是無法足夠快的速度流他們之間。

這將創建更多的在一起，運動的粒子的鏈並允許鏈要變得更長。

在某個特定點鏈搞得頭昏腦脹，在每個其他和鎖在一起，和懸浮變無定形的固體與液體中粒子之間的差距。

雖然在顆粒物理很好理解的這種干擾的行為是紐約研究者的模型是第一個開始從上一個懸浮粒子的基本力量和捕獲此 liquid–solid 交叉。

"開始從熟悉的流體力學社區的基本假設，"說瀨戶、"我們介紹了一些粒子接觸，和我們借了一個模型從顆粒的物理學來描述連絡人。所以我們的工作彌合兩個欄位"。

模型做得好的音響一系列在幾個不同的實驗室中獲得的實驗結果。

事實上，瀨戶解釋組的模型提供一個統一的解釋在過去已被以不同的方式解釋的結果。

Heinrich Jaeger 在芝加哥大學由該團隊的工作印象深刻："我感到非常興奮結合思想從兩個角度 — — 的顆粒狀的角度看，從固體固體，然後當你把液體中的會發生什麼的擔憂開始，這份檔和懸浮流變學角度來看，它開始從一種液體和奇景什麼會發生你把粒子放在"。

科學的興趣，除了瀨戶和耶說工作有技術的應用程式。

耶說："不連續剪切增稠通常認為是行業中的一個問題"。

"如果你來運輸這些密集懸浮液通過管道和他們突然鎖起來這是一個潛在的災難。因此它是非常重要的是有一個好的方法，對控制這種行為"。

他補充道也是應用程式，它是可取的如靈活刺背心或其他防護服裝。

"在緩慢攪拌材料的行為而是雖然突然影響可以啟動此剪切增稠液體樣，立即變成材料更像固體形式。"

這項研究發表在物理評論快報.

關於作者

Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fnov%2F25%2Fmodel-explains-why-liquid-suspensions-suddenly-turn-solid