Физики по-новому объяснили хождение по воде с крахмалом

Физики придумали альтернативное объяснение трюку с бегом по раствору крахмала и необычному поведению всех других неньютоновских жидкостей, сообщает ScienceNow. Статья исследователей опубликована в журнале Nature.

Неньютоновскими называются жидкости, чья вязкость зависит от скорости, с которой движутся разные ее части. Обычно это жидкости, имеющие сложную структуру на микроскопическом уровне, например, концентрированный раствор крахмала в воде. При вибрации или ударе такой раствор ведет себя как твердое тело. Например, человек может пробежать по поверхности бассейна, наполненного раствором крахмала в соотношении 1:1.

Ранее считалось, что способность раствора выдерживать бегущего человека связана с явлением загустения при сдвиге (shear thickening). Авторы новой работы говорят, что, хотя такое явление действительно имеет место, его недостаточно для объяснения трюка.
Исследователи метали металлический стержень в раствор крахмала со скоростью около 1 метра в секунду и фиксировали реакцию жидкости, ее давление в разных точках, замедление движения стержня и даже прозрачность раствора в рентгеновском диапазоне.

Оказалось, что затвердевание раствора связано не с ростом вязкости при сдвиге, а с компрессией частиц крахмала. Под местом удара стержня образуется плотная зона, которая останавливает стержень или поддерживает бегущего человека. Зона компрессии очень быстро исчезает, поэтому, остановившись посреди крахмального бассейна, человек неизбежно уйдет под воду.

Исследование приблизило ученых к фундаментальному пониманию поведения неньютоновских жидкостей, к которым также относится кровь (в ней содержится большое количество эритроцитов), цемент, глина или, например, материалы, используемые в бронежилетах для поглощения удара, поясняет Lenta.Ru.