Kaša od kukuruznog škroba i vode daleko je čudnija od zbroja njegovih dijelova. Pomičite je polako, a ona teče poput tekućine; udarite ili brzo prekrijte, a on se zaključava poput krute tvari.
Goo je toliko čudan da je seusansku slavu (i ime) stekao u „Bartolomeju i Ooblecku“, u kojem je tvar gotovo zapečatila sudbinu kraljevstva Didd.
Pored bajki, oobleck je najvažniji skup znanstvenih laboratorija i predškolske nastave. Sada su istraživači stvorili prvi 3-D računalni model koji može predvidjeti naizgled misteriozno ponašanje tvari, vjerojatno otvarajući vrata za daleko ozbiljnije korištenje oobleck-a. (Da li bi ovaj model spasio Kraljevstvo Diddha ili ne, nikad nećemo znati.)
"Možda postoje načini korištenja ovog materijala na načine o kojima do sada nismo razmišljali, gdje ga možete dizajnirati tako da se pretvori u čvrsto ponašanje u vrlo, vrlo specifičnim okolnostima", rekao je vođa studije Ken Kamrin, inženjer strojarstva na Tehnološki institut Massachusetts. Jedan primjer, rekao je Kamrin za Live Science, mogla bi biti zaštitna odjeća koja bi se mogla kretati i fleksibilno kretati ukoliko se ne udara snažno, u tom slučaju će se ukočiti i ponašati se kao štit.
Neobična tekućina
Oobleck je ne-newtonska tekućina, izraz za fluide koji pod stresom mijenjaju viskoznost (koliko lako teče). Kad polako provlačite prste kroz kukuruzni škrob i vodu, on djeluje poput tekućine, ali primjenite brzu silu i očvrsne se, savije se, pa čak i suze.
"Doista je poput tekućine ako je pomičete polako, ali ona čini sve što očekujete od krute tvari ako se brzo igrate s njom", rekao je Kamrin.
Nakon što su vidjeli znanstveni razgovor o svojstvima ooblecka, Kamrin i njegovi kolege pokrenuli su "vrlo zdravu" internu raspravu o tome kako se kukuruzni škrob i voda mogu razlikovati od ostalih vlažnih, zrnastih materijala. Znanstvenici i njegov tim obično se usredotočuju na tok pijeska, šljunka i drugih industrijskih materijala. Ali kukuruzni škrob je različit, rekao je, uglavnom zato što su čestice tako sitne. Čestice kukuruznog škroba veličine su mikrona do 10 mikrona, manjeg od promjera ljudske dlake.
Čestice su podložne najmanjim toplinskim i električnim silama, rekao je Kamrin. Kao rezultat, čestice kukuruznog škroba u vodi se zapravo malo odbijaju, razdvojene silama prejakim da bi pogodile nešto veliko poput zrna pijeska. Ta odbojna sila pomaže da talog teče, jer čestice više vole sloj tekućine između tada. Ali kada se zajedno stisnu, trenje preuzima i čestice se kreću poput krute tvari.
Izrada modela
Kamrin i njegov tim započeli su s računarskim modelom mokrog pijeska koji su već razvili, prilagođavajući tako da bolje oponašaju vlažni kukuruzni škrob. Ono što je najvažnije, dodali su dodatnu varijablu kako bi predvidjeli koliko zrna kukuruznog škroba dodiruju jedno drugo u određenoj regiji tekućine. Ova varijabla, koju Kamrin u šali naziva „nezgrapnošću“, omogućuje modelu da odredi kako će oobleck biti čvrst ili tekućina sličan.
Model naveden 27. rujna u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences može se upotrijebiti za simuliranje oobleckove reakcije na razne sile, poput pritiska između dvije ploče ili udaranja projektila. Istraživači su također testirali model s virtualnim „kotačem“ tako što su ga prebacili preko rezervoara oobleck, otkrivši da što brže kotač putuje, čvršća je površina ooblecka.
Taj eksperiment odjekuje u jednu potencijalnu uporabu ooblecka kao privremenog punjenja za rupe, rekao je Kamrin. Na cesti s dovoljno visokom ograničenjem brzine, vreća od ooblecka (ili materijala sličnog ooblecku) mogla bi se baciti u rupu, deformirajući se da ispuni prazninu i pređe na čvrstu tvar kada se pregazi kotačima automobila.
Kako materijali postaju zainteresirani za neobična svojstva oobleckova, novi model mogao bi biti koristan za testiranje aplikacija, rekao je Kamrin.
"U osnovi možete pokušati dizajnirati na računalu koristeći model", rekao je, "i kad jednom pomislite da imate pravi protokol, možete nešto napraviti."
Izvorno objavljeno na Znanost uživo.
