日常生活では、飲み物から潤滑剤まで、それらを見つけるためにさまざまな液体にさらされることがよくあります。しかし、一部の流体の粘度が時間とともに変化することをご存知ですか?これらの流体は非ニュートン流体と呼ばれ、最も一般的な現象は「チキソトロピー」と「レオロジー」です。これらの特性は、科学研究で評価されているだけでなく、産業用途でも重要な役割を果たしています。
チキソトロピック液は、粘度の変化をもたらす非ニュートン液であり、その粘度は連続せん断応力とともに徐々に減少します。せん断応力が特定のしきい値を超えると、流体の微細構造が損傷し、せん断希釈の特性が生じます。この液体は安静時に比較的粘性があり、邪魔されると流れ始めます。
多くのコロイドと懸濁液はチキソトロピック材料であり、通常は安静時に安定しているように見えますが、乱れの後にますます流動的になります。
たとえば、ケチャップは、ボトルを振ったり絞ったりすると粘度が低下し、力が容易になると粘性が減少します。ギリシャのヨーグルトも例です。これは、邪魔されるとほぼ固体になる可能性のある液体です。
チキソトロピック液は、多くの生物学的および産業プロセスで重要な役割を果たします。細胞質、滑液、および人体のマトリックスはすべてチキソトロピックであり、同じことが精液にも当てはまります。さらに、特定の種類の蜂蜜(ペパーミント蜂蜜など)も特定の条件下でチクソトロピーを示します。
産業用途では、鉛筆、塗料、印刷インクなどのチキソトロピック特性を備えた材料が広く使用されています。
たとえば、印刷中、チキソトロピックインクは色の構造を安定させ、印刷された色を正確に再現できるようにすることができます。この特徴は、垂直面上のインクのたるみを防ぎます。
チキソトロピック液の反対はレオロジー液です。このタイプの流体がせん断力にさらされると、その粘度は時間とともに増加し、粘性がより粘性になることを示します。レオロジー液の微細構造は、連続せん断下で徐々に増加します。これは、せん断誘導結晶化による可能性があります。
レオロジー液は比較的まれですが、多くの潜在的な用途、特に緩衝と保護の分野で大きな可能性を示しています。
レオロジー液の例には、特定の石膏ペースト、印刷インク、潤滑剤が含まれます。近年、研究者は、特に振動吸収の適用において、レオロジー材料の可能性のある使用を調査し続けており、軍事、スポーツ用品、さらには自動車の安全装置に大きな利点をもたらす可能性があります。
要約すると、チキソトロピックとレオロジーの液体は、流体ダイナミクスの2つの重要な概念を表し、粘度の変化によってもたらされるさまざまな現象と応用を強調します。現実の世界での潜在的な用途と研究の方向性は、間違いなく科学的および産業用サークルの詳細な議論に値するトピックです。
これらの魔法の液体の特性により、日常生活であろうとプロの産業分野であろうと、流体の行動とパフォーマンスを再考します。それで、あなたはあなたの周りの流体の特性の変化に気づき、それらの背後にある原則について疑問に思ったことがありますか?