Oobleck’in Tuhaf Davranışı Bilimsel Olarak Açıklandı

MIT mühendisleri oobleck'in tuhaf davranışını öngören matematiksel bir model geliştirdiler. Araştırmacılar, modellerini kullanarak obleck'in çeşitli şartlar altında sıvıdan katıya nasıl döndüğünü doğru bir şekilde simüle etmeyi başardılar. Yeni model, ultra ince parçacık çözeltilerinin askeri ve endüstriyel uygulamalar için nasıl davranabileceğini tahmin etmede faydalı olabilir.

Söz konusu maddelerin birçok kullanım alanı olabilir. Oobleck davranışı gösteren bir madde, otoyol çukurlarını doldurup bir araç üzerinden geçiyorken geçici olarak sertleşebilir. Belki de bu maddeler, kurşun geçirmez yeleklerin astarını kapatarak ani darbelere karşı ilave bir koruma bile sağlayabilir. Ekibin yeni oobleck modeli ile tasarımcılar ve mühendisler bu olasılıkları keşfetmeye başlayacaklar.

Parçacık boyutunun küçüklüğü, farklı etkilere sebep oluyor:

MIT'de makine mühendisliği profesörü olan Ken Kamrin, yüksek lisans öğrencisi Aaron Baumgarten ile birlikte sonuçlarını “Proceedings of the National Academy of Sciences”da yayınladı. Makaleye göre oobleck'teki granül materyal, kumdan çok daha incedir. Tek bir mısır nişastası taneciği, yaklaşık 1 ile 10 mikron genişliğinde ve yaklaşık bir kum tanesinin %1'i kadardır. Kamrin, böylesine küçük bir ölçekte parçacıkların kum gibi daha büyük parçacıkların yapmadığı etkileri gerçekleştirdiğini söylüyor. Örneğin mısır nişastası parçacıkları çok küçük olduğu için sıcaklıktan ve parçacıklar arasında oluşan elektrik yüklerinden etkilenerek birbirlerini hafifçe itiyor.

Kamrin, “Yavaşça dokunursanız taneler aralarında bir sıvı tabakası tutarlar ve birbirlerini iterler ama çok hızlı bir şey yaptığınızda o küçük itişi aşmış olursunuz. Bunun sonucunda parçacıklar birbirine temas eder, sürtünme oluşur ve katı gibi davranırlar” diyor. Küçük ölçekte meydana gelen bu itme, laboratuvarda büyük ve çok ince taneli karışımlar arasında önemli bir fark ortaya çıkarır. Oobleck, yavaşça karıştırıldığında düşük, sıvı benzeri bir viskoziteye sahiptir ancak yüzeyi delinirse temas noktasına bitişik bulamacın hızla büyüyen bir bölgesi daha viskoz hâle gelir. Oobleck'in yüzeyinin katı bir trambolin gibi geri sıçramasına ve darbeye direnç göstermesine neden olur.

Ekip, hassas partiküllerin doğru bir modelini oluşturmak istiyordu. Araştırmacılar, oobleck benzeri bir maddenin ıslak kum modeline eklenebileceği düşüncesiyle ince parçacıkların itilmesinin etkisini modellemeye çalıştılar. Modellerinin oobleck'in davranışını daha karmaşık koşullarda nasıl tahmin edebileceğini görmek için ekip, derin bir bulamaç yatağı üzerinde farklı hızlarda ilerleyen bir tekerlek sürüşünü simüle etti ve çarkın daha hızlı döndüğü fark edildi.

Karışım, Baumgarten’in oobleck’te katılaşma cephesi dediği şeyi oluşturuyordu. Bu da tekerleği bir anda destekliyor ve böylece batmadan üstünden geçebilmesini sağlıyordu. Araştırmalar gösteriyor ki bu madde gelecekte çok farklı alanlarda insanlığa yarar sağlayabilir.

Kaynak: Webtekno