斯旺西大學(xué)工程學(xué)院的研究人員通過一種在加壓條件下觀察流體的新方法，捕獲了流體像固體一樣發(fā)生反應(yīng)的瞬間。

該研究來自創(chuàng)新材料，加工和數(shù)值技術(shù)研究所(IMPACT)內(nèi)的Complex Flow Lab。實驗室研究復(fù)雜的流動模式，這些模式通常在顆粒狀材料，多孔介質(zhì)和復(fù)雜流體(例如泡沫，凝膠和糊狀物)中形成。

這項最新研究著眼于對應(yīng)力具有類似固體響應(yīng)的流體，這種現(xiàn)象稱為不連續(xù)剪切增稠(DST)。這是液體(在這種情況下為玉米淀粉混合物)突然變稠并在受到干擾時變?yōu)楣腆w的時候。

測試涉及一種新的觀察方法，該方法包括高速相機，其結(jié)果為未來的工程實踐提供了創(chuàng)新的方法。

研究作者Deren Ozturk博士最近完成了博士學(xué)位。在這方面，評論：

“我們的發(fā)現(xiàn)對新興的DST研究領(lǐng)域特別感興趣，因為它是DST行為的一種新穎的視覺指示，可用于校準未來的理論模型。DST現(xiàn)象正在研究用于獨特的工程應(yīng)用，例如軟裝甲， “智能”減速帶和食品生產(chǎn)。

研究小組使用了普通廚房玉米淀粉和水的混合物。然后將其放置在狹窄的單元格中。壓縮空氣被釋放到玉米淀粉-水流體中并迫使其通過。

使用高速相機拍攝空氣如何逸出，以可視化入侵模式-取決于玉米淀粉的濃度和空氣中的壓力，其表現(xiàn)為流體狀的手指還是固體狀的斷裂。”

Ozturk博士繼續(xù)說道：

“我們使用玉米淀粉(作為廣泛的剪切增稠材料類別的模型系統(tǒng))是方便的，廣泛使用的，并且顯示出顯著的剪切增稠響應(yīng)。作為這種入侵實驗(我們有很多經(jīng)驗)以前沒有在DST液體上進行過，我們的主要目標是嘗試它們，以期看到有趣的東西。

我們的主要假設(shè)是，如果受到足夠的壓力，流體將像固體一樣“破裂”。這將是一件很棒的事情，因為液體應(yīng)該顯示出寬闊的手指圖案。因此，我們很高興看到狹窄的壓裂反應(yīng)，因為這意味著我們已經(jīng)開發(fā)出一種新的實驗來探測觀察到DST的條件。”

復(fù)雜流實驗室負責人Bjornar Sandnes博士的合著者評論：

“這里研究的玉米淀粉特別有趣的是，可以像開關(guān)一樣打開或關(guān)閉摩擦。

當僅受到輕微干擾時，顆粒會相互排斥，并且由于它們不接觸，因此沒有摩擦，并且物料像液體一樣流動。

但是，用力將其攪動，然后將谷物推到接觸處，以使摩擦阻止谷物自由滑動。然后，材料的行為更像是固體，也就是說，當我們在實驗中觀察到破裂時。”

該論文發(fā)表在《通信物理學(xué)》上。