Возможное влияние электричества на неньютоновские жидкости

В последнее время в интернете часто появляются видео, в которых, в домашних условиях, производят неньютоновскую жидкость. Нехитрым способом в воде растворяют крахмал и получают раствор с удивительными свойствами. Зачастую такая «диковинка» служит своего рода развлечением, однако, можно ли извлечь другую пользу из данного вещества?

Итак ударимся в науку: в гидромеханике простую ньютоновскую жидкость принято рассматривать как нормальную, а жидкости с отклоняющимися от обычных характеристиками течения – как аномальные. Для того чтобы разобраться, в чём всё таки заключается это «аномальное» поведение, рассмотрим такой параметр жидкостей как вязкость. Ньютоновская вязкость зависит только от температуры и давления и не зависит от скорости сдвига, т.е кривая течения данных жидкостей является линейной. Под сдвигом можно понимать внешнее механическое воздействие. То  есть, для того чтобы изменить агрегатное состояние ньютоновской жидкости необходимо изменить температуру или давление. Такое ньютоновское поведение присуще жидкостям, в которых вязкая диссипация (рассеивание) энергии обусловлена столкновением небольших молекул. Все газы, жидкости растворы с небольшой молекулярной массой попадают в эту категорию. Однако есть категория веществ, свойства которых являются исключением. К такой категории относятся жидкости, «кривая течения» которых не является линейной. В таких жидкостях вязкость не остаётся постоянной при заданных температуре и давлении, а зависит от других факторов, таких как скорость деформации сдвига, конструктивные особенности аппаратуры, в которой находится жидкость. Теперь вернёмся к роликам из интернета. Когда данное вещество находится в покое или ему передаётся незначительное механическое воздействие, то наблюдается поведение обычной воды. Однако если начать воздействовать интенсивнее или с большей силой то жидкость затвердевает (меняет своё агрегатное состояние, вязкость). Это и есть то «аномальное» поведение, о котором говорилось ранее.

А теперь поговорим о внешнем воздействии. Со школьных курсов физики мы все помним, что любое взаимодействие между телами есть передача энергии. Энергии имеется определение:  Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Так же со школы мы помним, что энергия бывает нескольких видов, и что возможен переход энергии из одного вида в другое. Электричество так же является энергией, и его так же можно применить в качестве источника внешнего воздействия. И если воздействовать электрическим импульсом определённой величины и частоты на неньютоновскую жидкость, то можно добиться желаемого изменения вязкости в данной жидкости.  На основе данного предположения можно сделать вывод, что создав структуру с заданными свойствами и пропустив через неё импульс можно добиться явления, похожего на сокращение мышечных волокон живого организма под действием сигналов головного мозга. Данные процессы смогут привести к появлению технологии производства протезов нового и совершенного принципа, а так же новых витков в развитии робототехники.

Оцените статью
Добавить комментарий