Döntsön elegendő kukoricakeményítőt a medencébe, és már sétálhat is a víz felszínén. Tudósok kiderítették a YouTube videók mögött rejlő trükköt.

A láb ütésére a vízben lebegő részecskék összetorlódnak, mint ahogy a hó is felhalmozódik a hókotró gép lapátja előtt. A tömörítés hatására egy kemény folt jön létre, ahol ugyanolyan „csonttörő” nyomás koncentrálódik, mint a magas sarkú cipők sarokvégeinél – számolnak be a kutatók a Nature magazin július 12-i kiadásában.

„Ha valaki beleüt a szuszpenzióba, könnyen eltörheti a csuklóját is,” mondja Scott Waitukaitis, a Chicagói Egyetem fizikusa, akit az interneten fellelhető, vízen járó embereket bemutató videók inspiráltak a tanulmány elvégzésére.

A víz és az azonos, vagy nagyobb mennyiségű kukoricakeményítő keveréke már régóta közkedvelt téma a tudományos bemutatókon, köszönhetően a Jekyll és Hyde keverékű „személyiségének”. Egy nem-newtoni folyadék, nem úgy viselkedik, mint az általános folyadékok. A kéz könnyedén csusszan bele, kevés ellenállással, de ha egy nagyobbat rácsapunk, az is visszaüt.

Hogy megértsék az erők működését, a kutatók fémrúddal mértek jókora ütést a keverékre, és megvizsgálták a következményeit. A korábbi kísérletek során az anyagot ehelyett két lemez közt dörzsölték össze – ez gyakori technikája a folyadékok vizsgálatának, a közvetlen hatás helyett azonban oldalirányú hatással van a folyadékra.

A masszát röntgensugarakkal világították át, hogy kiderüljön, milyen módon mozog a felszín alatt az anyag. A szimulációk adataiból azt a következtetést vonták le, hogy a kezdeti ütközés kiszorítja a vizet a részecskék közül. Ezt követően a súrlódás veszi át a szerepet: a részecskék egy táguló frontban tapadnak össze, ami szilárd anyagként viselkedik, és ellenhatást fejt ki a rúdra.

„Az eredmények nem okoztak akkora meglepetést,” mondja Daniel Bonn, az Amszterdami Egyetem fizikusa, aki hasonló mechanizmust gyanított a dolog mögött, miután lövedékkel bombázott kukoricakeményítős szuszpenziót. „A kísérlet azonban mindenképpen érdekes volt, hiszen bele tudtak látni a kukoricakeményítőbe, amint az besűrűsödik.”

Bonn és Waitukaitis azt remélik, hogy a kukoricakeményítő viselkedésének megértése segítséget nyújthat a kutatóknak a „folyékony” golyóálló mellények létrehozásában (kevlár anyag hasonló szuszpenziókba való elkeverésével). Azonban mindketten arra figyelmeztetnek, hogy ami egy bizonyos szuszpenzióban megtörténik, az lehet, hogy egy másikban nem fog.

A több évtizedes vizsgálat ellenére, gyakorlatilag senki sem érti pontosan, hogy a kukoricakeményítő miért vastagszik meg a befolyásolás hatására, a futóhomok és a ketchup pedig miért vékonyodik, hiszen, egyszerű módon nézve, mindegyik csak folyadékban lebegő részecskehalmaz.

 

 

 

Egy alumínium rúd a kukoricakeményítő és a víz keverékére mér ütést, a behatolás azonban sikertelen marad, mivel a massza részecskéi összetorlódnak, mint a hó a hókotró gép lapátja előtt. Kredit: Scott Waitukaitis/Univ. of Chicago