کشف جالب‌ترین اسرار دنیای سیالات از سس گوجه فرنگی!
آفتاب‌‌نیوز : آفتاب: دانشمندان دانشگاه کرنل بر این باورند که توانسته‌اند یکی از جالب‌ترین اسرار دنیای سیالات را کشف کنند.
این راز در حقیقت همان بیرون آمدن سس گوجه‌فرنگی از داخل بطری و پاشیده شدن آن در اثر فشار بر روی غذای فرد است!
به ادعای این محققان، آنها موفق به شناسایی تک‌پویایی ذرات شده‌اند که منجر به این رفتار غیرنیوتنی پاشیده‌شدن که در موادی مانند سس‌های گوجه‌فرنگی، کرم کاستارد و دیگر مایعات وجود دارد، می‌شود.
مایعات نیوتنی معمولی مانند آب تحت هر شرایط و با هر فشاری به همان حالت چسبناکی خود باقی می‌مانند؛ اما مایعات غیرنیوتنی مانند سس‌ها، به تغییر خصوصیات خود در زمان فشار و تنش می‌پردازند.
سس‌های گوجه‌فرنگی معمولاً در انتهای بطری پلاستیکی خود باقی مانده تا به ظرف آن فشار وارد شده و بیرون بیایند. به این عمل در دنیای فیزیک «نازک شدن برش» گفته می‌شود.
این در حالی است که کرم کاستارد از خصوصیات ریختگی و جاری بودن مایعات برخوردار بوده، اما در زمان برخورد با قاشق به حالت نزدیک به جامد درمی‌آید که به آن «ضخیم شدن برش» گفته می‌شود.
دانشمندان بر این باور بودند که رفتار عجیب غیرنیوتنی برخی مایعات توسط حرکت ذرات در لایه‌ها مانند حرکت خودروها در جاده‌ها ایجاد می‌شود.
در مورد سس گوجه‌فرنگی، عقیده پژوهشگران بر این بوده که استفاده از نیرو منجر به ساده‌تر شدن مدارهای ذرات می‌شود و از این‌رو برخورد کمتری صورت گرفته و جریان راحت‌تری اتفاق می‌افتد.
در مایع کاستارد، عقیده بر آن بود که لایه‌ها با فشار شکسته شده و منجر به برخورد بیشتر و بروز استحکام می‌شود. با این حال شیوه‌های تجربی هرگز برای تایید یا رد این ایده کافی نبوده‌اند.
اکنون تیم تحقیقاتی دانشگاه کورنل توانسته‌اند با موفقیت آزمایشاتی را اجرا کنند که به نظر این تئوری‌های «خطوط رفت‌وآمد» را تکذیب می‌کنند.
این محققان با استفاده از میکروسکوپ کانفوکال و سنجش گرانروی به مشاهده جریان گوی‌های سیلیکا در مخلوطی از آب و گلیسیرین در زمان انتقال آن از رفتار نازک شدن به نیوتنی و سرانجام ضخیم شدن پرداختند.
طبق مشاهدات این دانشمندان، میزان لایه‌بندی تا حد کافی مایعات را تغییر نداده که منجر به این رفتار غیرنیوتنی شود.
محققان کورنل اکنون بر این باورند که نازک‌شدن برش زمانی اتفاق می‌افتد که فشار وارده، حرکت براونی القا شده با حرارت را نادیده می‌گیرد که در غیر این صورت به پراکندگی تصادفی ذرات منجر می‌شود.
نتیجه مقابل آنها در مورد رفتار ضخیم شدن برش، حرکت سریع ذرات از کنار یکدیگر برای خروج مایع از مسیر آنها است که منجر به قفل شدن ذرات به هم و شکل‌گیری توده‌ها و چسبناک‌تر شدن مایع می‌شوند.
در حالی که برخی دانشمندان، این کشفیات را تحسین‌برانگیز و کارآمد خوانده‌اند، برخی دیگر مانند «جان بریدی» از موسسه فناوری کالیفرنیا، این نتایج را در نتیجه ساده‌سازی بیش از حد معادلات برای سستی ذرات در حالت تعلیق خوانده‌اند.
این در حالی است که محققان کورنل تا این بخش از پژوهش‌های خود را برای ساخت دستگاههای صنعتی درگیر با مایعات غیر نیوتنی، مفید، مهم خوانده‌اند.
به گفته آنها، برای کنترل بهتر میزان جریان باید ویژگی‌های نازک کردن یا ضخیم شدن برش این مایعات درک شود.
برای مثال در صورتی که ناگهان این مواد در سرعت جریان بالا به حالت توده در دستگاه دربیایند، ممکن است به اتفاقات بدی منجر شود.
اگرچه این در حالی است که کاربرد چنین کشفیات برای بهتر ریختن سس گوجه‌فرنگی هنوز رمزآلود باقی مانده است!
این راز در حقیقت همان بیرون آمدن سس گوجه‌فرنگی از داخل بطری و پاشیده شدن آن در اثر فشار بر روی غذای فرد است!
به ادعای این محققان، آنها موفق به شناسایی تک‌پویایی ذرات شده‌اند که منجر به این رفتار غیرنیوتنی پاشیده‌شدن که در موادی مانند سس‌های گوجه‌فرنگی، کرم کاستارد و دیگر مایعات وجود دارد، می‌شود.
مایعات نیوتنی معمولی مانند آب تحت هر شرایط و با هر فشاری به همان حالت چسبناکی خود باقی می‌مانند؛ اما مایعات غیرنیوتنی مانند سس‌ها، به تغییر خصوصیات خود در زمان فشار و تنش می‌پردازند.
سس‌های گوجه‌فرنگی معمولاً در انتهای بطری پلاستیکی خود باقی مانده تا به ظرف آن فشار وارد شده و بیرون بیایند. به این عمل در دنیای فیزیک «نازک شدن برش» گفته می‌شود.
این در حالی است که کرم کاستارد از خصوصیات ریختگی و جاری بودن مایعات برخوردار بوده، اما در زمان برخورد با قاشق به حالت نزدیک به جامد درمی‌آید که به آن «ضخیم شدن برش» گفته می‌شود.
دانشمندان بر این باور بودند که رفتار عجیب غیرنیوتنی برخی مایعات توسط حرکت ذرات در لایه‌ها مانند حرکت خودروها در جاده‌ها ایجاد می‌شود.
در مورد سس گوجه‌فرنگی، عقیده پژوهشگران بر این بوده که استفاده از نیرو منجر به ساده‌تر شدن مدارهای ذرات می‌شود و از این‌رو برخورد کمتری صورت گرفته و جریان راحت‌تری اتفاق می‌افتد.
در مایع کاستارد، عقیده بر آن بود که لایه‌ها با فشار شکسته شده و منجر به برخورد بیشتر و بروز استحکام می‌شود. با این حال شیوه‌های تجربی هرگز برای تایید یا رد این ایده کافی نبوده‌اند.
اکنون تیم تحقیقاتی دانشگاه کورنل توانسته‌اند با موفقیت آزمایشاتی را اجرا کنند که به نظر این تئوری‌های «خطوط رفت‌وآمد» را تکذیب می‌کنند.
این محققان با استفاده از میکروسکوپ کانفوکال و سنجش گرانروی به مشاهده جریان گوی‌های سیلیکا در مخلوطی از آب و گلیسیرین در زمان انتقال آن از رفتار نازک شدن به نیوتنی و سرانجام ضخیم شدن پرداختند.
طبق مشاهدات این دانشمندان، میزان لایه‌بندی تا حد کافی مایعات را تغییر نداده که منجر به این رفتار غیرنیوتنی شود.
محققان کورنل اکنون بر این باورند که نازک‌شدن برش زمانی اتفاق می‌افتد که فشار وارده، حرکت براونی القا شده با حرارت را نادیده می‌گیرد که در غیر این صورت به پراکندگی تصادفی ذرات منجر می‌شود.
نتیجه مقابل آنها در مورد رفتار ضخیم شدن برش، حرکت سریع ذرات از کنار یکدیگر برای خروج مایع از مسیر آنها است که منجر به قفل شدن ذرات به هم و شکل‌گیری توده‌ها و چسبناک‌تر شدن مایع می‌شوند.
در حالی که برخی دانشمندان، این کشفیات را تحسین‌برانگیز و کارآمد خوانده‌اند، برخی دیگر مانند «جان بریدی» از موسسه فناوری کالیفرنیا، این نتایج را در نتیجه ساده‌سازی بیش از حد معادلات برای سستی ذرات در حالت تعلیق خوانده‌اند.
این در حالی است که محققان کورنل تا این بخش از پژوهش‌های خود را برای ساخت دستگاههای صنعتی درگیر با مایعات غیر نیوتنی، مفید، مهم خوانده‌اند.
به گفته آنها، برای کنترل بهتر میزان جریان باید ویژگی‌های نازک کردن یا ضخیم شدن برش این مایعات درک شود.
برای مثال در صورتی که ناگهان این مواد در سرعت جریان بالا به حالت توده در دستگاه دربیایند، ممکن است به اتفاقات بدی منجر شود.
اگرچه این در حالی است که کاربرد چنین کشفیات برای بهتر ریختن سس گوجه‌فرنگی هنوز رمزآلود باقی مانده است!
گزارش خطا
ارسال به دوستان
نسخه چاپی
ذخیره عضویت در خبرنامه 
پربحث ترین عناوین
پرطرفدار ترین عناوین
لینک های مفید