斯旺西大学 当空气被压入玉米淀粉悬浮液时，从高速摄影机连续拍摄三帧
突然的剪切增厚使它像固体一样破裂
一旦裂缝前沿过去，悬浮液就“融化”成液体
学分:斯旺西大学IMPACT 斯旺西大学工程学院的研究人员通过一种在加压条件下观察流体的新方法，捕捉到了流体像固体一样反应的瞬间
这项研究来自复杂流动实验室，该实验室位于创新材料、加工和数值技术研究所
实验室研究颗粒材料、多孔介质和复杂流体(如泡沫、凝胶和糊状物)中经常出现的复杂流动模式
这项最新的研究着眼于对应力有固体反应的流体，这种现象被称为不连续剪切增稠(DST)
这是当液体(在这种情况下，玉米淀粉混合物)突然变厚，并在受到干扰时变成固体
这些测试涉及一种新的观察方法，包括一个高速摄像机，其结果为未来的工程实践提供了一种创新的方法
研究作者博士
最近完成博士学位的德伦·厄兹图尔克
D
在这方面，评论: “我们的发现对蓬勃发展的钻杆测试研究领域特别有意义，因为它是钻杆测试行为的一种新的视觉指示，可用于校准未来的理论模型
夏令时现象正被研究用于独特的工程应用，如软防弹衣、“智能”减速带和食品生产
三种流动模式:左:低浓度和低注射速率下的圆形液体状“粘性指状物”
中间:当悬浮液可逆地剪切变厚成固体时，出现树状断裂
右:当悬浮液密度很大，注入空气后完全堵塞时，就会出现大的裂缝
学分:斯旺西大学IMPACT 研究小组使用普通的厨房玉米淀粉和水混合
然后把它放在一个狭小的牢房里；压缩空气被释放到玉米淀粉-水流体中，并迫使其通过
空气是如何逸出的，用高速摄像机拍摄下来，以观察入侵模式——根据玉米淀粉的浓度和空气中的压力，入侵模式要么表现为流体状的手指，要么表现为固体状的裂缝
" 医生
厄兹图尔克继续说: “我们使用玉米淀粉(作为更广泛的剪切增稠材料的模型系统)，因为它方便，可广泛获得，并显示出显著的剪切增稠响应
由于这种侵入实验(我们有很多经验)以前没有在钻杆测试流体上进行过，我们的主要目标是尝试它们，希望看到有趣的东西
我们的主要假设是，如果给予足够的应力，流体会像固体一样“破裂”
这将是一件很棒的事情，因为液体应该呈现出宽手指的图案
因此，我们很高兴看到一个狭窄的压裂响应，因为这意味着我们已经开发了一种新的实验来探索观察钻杆测试的条件
" 对压力有类似固体反应的流体:一种被称为不连续剪切增厚(DST)的现象，由斯旺西大学的研究人员捕获
这段录像显示了粘性指法
当玉米粉的浓度和空气的压力都高到足以迫使钻杆测试响应时，我们观察到空气通过狭窄的分支裂缝侵入，表明流体的行为像固体
这个镜头是以每秒1000帧的速度拍摄的，但显示速度是每秒24帧
所以每秒显示的视频等于0
024秒的实时
学分:斯旺西大学IMPACT 合著者Dr
复杂流动实验室负责人比约纳尔·桑恩斯评论道: “这里研究的玉米淀粉特别有趣的是，摩擦力可以像开关一样打开或关闭
当受到轻微扰动时，颗粒会相互排斥，由于它们不接触，所以没有摩擦，材料像液体一样流动
然而，更有力地扰动它，颗粒被推动接触，这样摩擦力阻止颗粒自由滑动
这种材料表现得更像固体，这就是我们在实验中观察到断裂的时候
" 这篇论文发表在《通信物理学》上
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