Una nueva investigación ha identificado cómo los materiales líquidos pueden cambiar a un estado sólido sin la adición de partículas adicionales o cambios en el volumen.
Los materiales líquidos con partículas, conocidos como suspensiones densas, se encuentran en la industria alimentaria por ejemplo, chocolate fundido y depósitos de arcilla en el fondo de los océanos o ríos.
Comprender la 'transición de interferencia' - cuando dicho sistema se comporta como un sólido si desea construir algo sobre él o cuando fluye importante si desea procesarlo - podría ayudar en el diseño de nuevosmateriales que utilizan activamente esta transición de comportamiento fluido a sólido.
El estudio, publicado en Nature, fue dirigido por Ivo Peters, profesor del Grupo de Investigación de Aerodinámica y Mecánica de Vuelo de la Universidad de Southampton. Ivo, quien realizó el trabajo mientras trabajaba en la Universidad de Chicago, dijo: "Agregar más autosal tráfico o más partículas a un líquido y el resultado es una transformación repentina en el comportamiento de un flujo similar al líquido a un atasco sólido. Encontramos una segunda ruta al atasco que puede parecer altamente contraintuitiva: solidificación sin la adición de partículas adicionales ocambios en el volumen, pero en su lugar se activan al agitar
"Mostramos cómo se produce esta solidificación a través de frentes de cizallamiento de rápido movimiento, que separan el estado rígidamente atascado de su precursor que se mueve lentamente. Nuestros hallazgos proporcionan una nueva comprensión de los fenómenos relacionados con el atasco en una amplia gama de microscopios y macroscópicossistemas "
Se introdujo el concepto de "atasco por cizallamiento" para explicar cómo los materiales fluidos de fricción pasan del estado fluido al rígido. Hasta ahora, sin embargo, la evidencia experimental se ha limitado a sistemas granulares bidimensionales y la mayoría de las investigaciones han sido teóricas.Una nueva investigación presenta el primer estudio experimental sistemático de atascamiento por corte en sistemas completamente tridimensionales.
El experimento se realizó girando un cilindro, parcialmente sumergido en una mezcla fluida que contiene agua, glicerol y almidón de maíz. El comportamiento sólido se demostró al dejar caer pequeñas esferas 5 mm sobre el material cizallado continuo. A medida que se aplicaba más cizallamiento alEn la solución, las trayectorias de las esferas cambiaron de hundirse lentamente sin atascarse a volverse a delimitar y permanecer en la superficie durante el tiempo que se aplicaba el esfuerzo cortante atascado.
Ivo dijo: "Nuestros hallazgos extienden el atascamiento por cizalla más allá de los materiales granulares secos y demuestran su relevancia para las suspensiones de partículas densas también. Ambos tienen sus propios diagramas de estado, y hemos demostrado en un solo sistema experimental cómo se puede construir un diagrama de estado que seacompatible con experimentos y simulaciones en ambos campos.
"Además de unificar los campos, el atasco por cizallamiento en suspensiones densas tiene su propia característica única: la formación de frentes de cizallamiento por propagación rápida, un fenómeno que no existe en los sistemas secos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Southampton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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