斯旺西大學工程學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)生反應的瞬間。

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

這項最新研究著眼于對應力具有類似固體響應的流體，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位。在這方面，評論：

“我們的發(fā)現(xiàn)對新興的DST研究領域特別感興趣，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用，例如軟裝甲， “智能”減速帶和食品生產。

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。作為這種入侵實驗(我們有很多經驗)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，因為這意味著我們已經開發(fā)出一種新的實驗來探測觀察到DST的條件。”

復雜流實驗室負責人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，可以像開關一樣打開或關閉摩擦。

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》上。