Para uma compreensão precisa da espessura de cisalhamento


Crédito: LPENSL (CNRS/ENS de Lyon)

Espessantes de cisalhamento são suspensões coloidais que possuem uma viscosidade que aumenta – às vezes muito repentinamente – com a intensidade do cisalhamento a que são submetidos. Os pesquisadores demonstraram experimentalmente que, se esse fenômeno surge principalmente da rugosidade intrínseca dos coloides, ele pode ser bastante amplificado pela presença das ligações hidrogênio (O hidrogênio é um elemento químico com símbolo H e número atômico 1.).

o que ou o que cozinha (cozinha) Ele nunca experimentou esse comportamento contraditório e constrangedor de amido de milho “rejeitando-se” misturado (Uma mistura é a união de dois ou mais componentes de sólido, líquido ou gasoso…) ? Quando o amido milho (O milho (também chamado de milho indiano no Canadá) é uma planta tropical…) Na verdade, é altamente concentrado emÁgua (A água é um composto químico encontrado em todos os lugares da Terra, essencial para todos…)A mistura fica quase sólida quando a espátula é muito rápida. Esse comportamento reológico, chamado de espessamento de cisalhamento, não é muito comum em fluidos complexos, onde frequentemente observamosrefletir (Na matemática, o inverso do elemento x de um grupo dotado de uma lei…)subordinar Materiais (Uma substância é uma substância de origem natural ou artificial que forma o homem para…) que se torna líquido sob o corte (tinta quando espalhada, por exemplo). Este aumento na viscosidade do amido de milho é devido às interações entre as moléculas de amido de milho que o compõem. suspensão (O verbo suspender partículas em química, suspensão refere-se à dispersão…).

No entanto, o cenário microscópico exato associado a esse aumento súbito da viscosidade ainda é pouco compreendido, especialmente porque as partículas de amido têm a dupla desvantagem de serem insuficientes para caracterização individual e envelhecimento químico durante Tempo (Tempo é um conceito desenvolvido por humanos para entender…). Como esse fenômeno também é encontrado em outros tipos de suspensões coloidais, que são quimicamente significativamente diferentes do amido de milho, diferentes origens microscópicas da espessura de cisalhamento têm sido propostas na literatura, das quais experimentos com resultados contraditórios às vezes não conseguem separar completamente.


Micrografias eletrônicas de varredura (a escala corresponde a 200 nm) mostram dois tipos de colóides usados, a aspereza Diferente (Na matemática, a diferença é definida no teorema algébrico de…) A agregação resultante de nanopartículas de SiO2 com raios de 25 nm (superior) e 10 nm (inferior). Os círculos vermelhos destacam algumas dessas nanopartículas primárias. Crédito: LPENSL (CNRS/ENS de Lyon)

Por uma nova série de experimentos no comentário sílica (A sílica é composta de dióxido de silício, um composto químico que entra…) (SiO2), com tamanho e rugosidade exatos, uma equipe de pesquisadores do Laboratoire de fisica (Física (do grego φυσις, natureza) é etimologicamente…) École Normale Supérieure de Lyon (LPENSL, CNRS (O Centro Nacional de Pesquisa Científica, mais conhecido pela sigla CNRS, é o maior…) / ENS de Lyon), do CNRS-MIT International Joint Multiscale Materials Laboratory Ciência (Ciência (ciência latina, “conhecimento”) é, segundo o dicionário…) energia e meio ambiente)2, CNRS/MIT) e MIT Contribuições estritamente relativas para a espessura de cisalhamento de fricção Mecânico (Na linguagem cotidiana, a mecânica é o campo das máquinas, motores, veículos, órgãos, etc.) entre as partículas, por um lado, e suas interações físicas e químicas, por outro.

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Ao comparar o comportamento de suspensões de partículas bastante grosseiras e o tratamento químico de espaço (Superfície geralmente se refere à camada superficial de um objeto. O termo A…) Trabalhador (Na matemática e na lógica, uma variável é representada por um símbolo. É…)ilustra, por um lado, o papel necessário da rugosidade das partículas para induzir o espessamento por cisalhamento e, por outro, a exacerbação desse fenômeno pela presença de reações físico-químicas (geralmente ligações de hidrogênio) até uma resposta mecânica próxima à de um aço. .

Variando a proporção de partículas na suspensão capazes de formar ligações de hidrogênio, os físicos também conseguiram controlar continuamente a intensidade da espessura de cisalhamento observada. Isso abre caminho para muitas aplicações, por exemplo edição (A instalação é uma atividade industrial que consiste na fabricação de produtos…) Cimento com propriedades reológicas melhor controladas ou projetar materiais flexíveis e absorventes de choque, como coletes à prova de balas. Esses resultados foram publicados na revista Physical Review Research.

Para obter esses resultados, os pesquisadores realizaram medições reológicas em quatro tipos de soluções coloidais de sílica pirogênica (nanopartículas de SiO2 aglomeradas) em Polipropileno (Polipropileno com espaçamento igual (ou polipropileno), PP abreviado (ou PPi) e fórmula…) Glicol, as partículas variam em grosseria e hidrofobicidade, mas todas têm um tamanho Você sabe? (A média é uma medida estatística que caracteriza os elementos de um conjunto de…) 300 nanômetros (nm).

o ao controle (A palavra controle pode ter vários significados. Pode ser usada como sinônimo de checagem, ou…) A rugosidade é causada pelo processo de fabricação das partículas de sílica produzidas por um conglomerado (Uma aglomeração é uma aglomeração urbana baseada na continuidade do ambiente construído….) na altura temperatura (Temperatura é uma grandeza física medida com um termômetro e…) de nanopartículas de SiO2 cujo tamanho (10 e 25 nm nos experimentos descritos) é determinado com precisão pelo processo de fabricação. Os agregados são obtidos em formas mais complexas porque as nanopartículas que os compõem são pequenas (ver figura). Este ziguezague permite que eles desenvolvam atrito significativo no caso de contato entre eles, e o contato que eles estendem e, portanto, sua eficácia no aumento da viscosidade também pode ser controlada pela modificação da resistência à água de sua superfície por tratamento químico.

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É interessante notar que os resultados obtidos com esses coloides de formas complexas não são bem descritos pelas teorias atuais e assim levantam alguns número (A noção de número em linguística é abordada no artigo “Número…) Perguntas essenciais que ainda não foram respondidas.

Contatos:

– Tipo Defox – Responsável por Pesquisar (A pesquisa científica identifica em primeiro lugar todas as ações tomadas com vista a …)Laboratório de Física da ENS de Lyon – thibaut.divoux em ens-lyon.fr
Telecomunicações (Contato com o homem (comunicação dentro de si mesmo, comunicação entre pessoas, etc.) INP – inp.com em cnrs.fr

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About the Author: Genevieve Goodman

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