Kaj je ne-newtonska tekočina?

Nenewtonova tekočina je tekočina, katere viskoznost je spremenljiva glede na uporabljeno napetost. Najbolj znana tovrstna tekočina je koruzni škrob, raztopljen v vodi. V nasprotju z newtonskimi tekočinami, kot je voda, katere obnašanje je mogoče opisati izključno s temperaturo in tlakom, ne pa s silami, ki nanjo delujejo iz sekunde v sekundo. Te tekočine so fascinantne snovi, ki nam lahko pomagajo razumeti fiziko bolj podrobno, na vznemirljiv, praktičen način.

Če udarite v vedro, polno nenewtonske tekočine, ki zgosti strižno, napetost, ki jo povzroči dohodna sila, povzroči, da se atomi v tekočini prerazporedijo tako, da se obnaša kot trdna snov. Tvoja roka ne bo šla skozi. Če roko potisnete v tekočino počasi, pa bo ta uspešno prodrla. Če roko nenadoma izvlečete, se bo spet obnašala kot trdna snov in na ta način lahko dobesedno izvlečete vedro tekočine iz njene posode.

Nenewtonova tekočina, ki se redči s striženjem, se obnaša nasprotno. Pri tej vrsti tekočina postane tanjša, ne pa debelejša, ko se pojavi stres. Imenuje se tudi psevdoplastična, primeri te vrste tekočine vključujejo kečap, zobno pasto in barve. Učinek običajno ne traja dolgo pri nobeni vrsti, traja le toliko časa, dokler je stres prisoten.

Nenewtonske tekočine nam pomagajo razumeti široko paleto tekočin, ki obstajajo v fizičnem svetu. Plastične trdne snovi, tekočine po zakonu o moči, viskoelastične tekočine in od časa odvisne viskoznostne tekočine so druge, ki kažejo zapletena in protiintuitivna razmerja med strižno napetostjo in viskoznostjo/elastičnostjo. Vendar pa je igranje z nenewtonovsko tekočino verjetno najbolj vznemirljivo.

Iskanje nenewtonske tekočine na YouTubu prinaša nekaj zanimivih rezultatov. V več igrah gostitelji ali tekmovalci naletijo na velike posode s strižno zgoščeno nenewtonsko tekočino, ki jih lahko prečkajo, razen če se ustavijo – v tem primeru se takoj potopijo. V kombinaciji z nihajočo ploščo te tekočine pokažejo druge nenavadne lastnosti, kot so štrleči “prsti” in luknje, ki ostanejo po ustvarjanju. Oscilirajoča plošča občasno izvaja napetost, hitro spreminja viskoznost tekočine in jo postavlja v nenavadno sredino med tekočino in trdno snovjo.

Praktična uporaba za strižno zgoščevanje nenewtonskih tekočin je lahko v telesnih jopičih prihodnosti. Ker so takšne tekočine običajno prožne, bi vojakom omogočile prosto gibanje, ko niso napadeni. Toda če bi se soočili s prehitro kroglo, bi bili hitro težji in delovali kot tradicionalni oklep. Potrebnih je več raziskav, da bi ugotovili, ali so ne-newtonske tekočine primerne za vojsko, a do takrat se je z njimi zagotovo zabavno igrati.