Khi lắc tương cà, chúng ta luôn thấy kết cấu của nó dường như trở nên loãng hơn. Đây không chỉ là sự thay đổi về mặt vật lý mà còn là minh chứng tuyệt vời cho tính chất lưu biến của vật chất. Lý do đằng sau điều này thực ra có liên quan chặt chẽ đến khái niệm lưu biến. Lưu biến học tập trung vào hành vi chảy và biến dạng của vật chất, đặc biệt là các chất lỏng phi Newton như tương cà và mứt, và cách chúng phản ứng với ứng suất bên ngoài.
Lưu biến học là ngành nghiên cứu về hành vi của chất lỏng ở các tốc độ biến dạng khác nhau, giúp chúng ta hiểu tại sao một số chất trở nên loãng hơn trong một số trường hợp nhất định.
Tương cà là một chất giống như silica, có nghĩa là độ nhớt của nó thay đổi theo biến dạng cắt. Khi chúng ta lắc chai, áp lực tức thời tác động sẽ làm thay đổi cấu trúc bên trong của tương cà, khiến trạng thái đặc ban đầu bắt đầu chảy ra. Hành vi này được gọi là sự làm loãng cắt và ngược lại với đặc tính độ nhớt không đổi của chất lỏng Newton.
Giữa chất lỏng và chất rắn, lưu biến học giải thích hành vi chảy của nhiều vật liệu. Cấu trúc vi mô bên trong của chất lỏng có độ nhớt cao, chẳng hạn như tương cà, chính là nguyên nhân tạo nên độ nhớt cao của chúng. Khi có tác động từ bên ngoài, các cấu trúc vi mô này bắt đầu phân hủy, làm giảm độ nhớt tổng thể. Theo định nghĩa về lưu biến, sự thay đổi độ nhớt theo tốc độ biến dạng được gọi là hành vi chất lỏng phi Newton.
Chất lỏng phi Newton là chất lỏng có độ nhớt khác nhau ở các tốc độ biến dạng khác nhau, bao gồm một số nhu yếu phẩm hàng ngày như thực phẩm và mỹ phẩm.
Sau các thí nghiệm, các nhà nghiên cứu phát hiện độ nhớt của tương cà sẽ giảm nhanh chóng khi chịu ứng suất cắt. Trong các thí nghiệm do một số chuyên gia tiến hành, người ta đã thử nghiệm tương cà trên máy đo độ nhớt và kết quả cho thấy khi tốc độ cắt tăng lên, độ nhớt giảm đáng kể, đây chính xác là những gì chúng ta cảm nhận được khi lắc tương cà.
Ngoài ra, loại hành vi lưu biến này cũng có thể được áp dụng cho nhiều loại thực phẩm khác, chẳng hạn như sữa chua và nước tương, cho phép ngành công nghiệp thực phẩm kiểm soát chính xác kết cấu và dòng chảy của các sản phẩm này trong quá trình thiết kế và sản xuất.
Lưu biến học không chỉ giới hạn trong thực phẩm; nó còn có nhiều ứng dụng trong khoa học vật liệu, kỹ thuật, địa vật lý và y sinh. Ví dụ, khi sản xuất nhựa và cao su, lưu biến học giúp các kỹ sư hiểu được tính chất của vật liệu để đạt được hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm tối ưu.
Trong ngành dược phẩm, lưu biến học là một công cụ kiểm soát chất lượng quan trọng giúp dược sĩ đo lường tính chất chảy của thuốc dạng lỏng để đảm bảo tính đồng nhất và chất lượng cao của từng lô sản phẩm.
Trong y sinh học, đặc tính lưu biến của dòng máu có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu được các vấn đề cơ bản của nhiều bệnh và xây dựng các kế hoạch chẩn đoán và điều trị tương ứng.
Khi công nghệ tiến bộ, các nhà khoa học có thể đo lường và dự đoán chính xác hơn về hành vi lưu biến của nhiều vật liệu khác nhau. Các công cụ và kỹ thuật mới cho phép chúng ta phân tích sâu sắc cấu trúc vi mô và cơ chế đằng sau hành vi lưu biến. Những nghiên cứu này không chỉ cải thiện thiết kế vật liệu mà còn thay đổi hiểu biết của chúng ta về nhiều sản phẩm hàng ngày.
Hiện nay, sự bùng nổ nghiên cứu về lưu biến học vẫn tiếp tục phát triển, đặc biệt là trong lĩnh vực khoa học thực phẩm và y sinh học. Nhiều học giả cam kết khám phá thêm nhiều bí mật về đặc tính dòng chảy và áp dụng chúng vào cuộc sống thực. Chúng ta có thể mong đợi những tiến bộ trong tương lai ở những lĩnh vực này sẽ mang lại nhiều tiện lợi và hạnh phúc hơn cho cuộc sống con người.
Ngày nay, ứng dụng và tầm quan trọng của lưu biến học trong đời sống con người ngày càng trở nên nổi bật. Những khám phá mới nào sẽ xuất hiện trong tương lai để thay đổi hơn nữa cuộc sống hàng ngày của chúng ta?