Liete maissitärkkelystä ja vettä on paljon pahempi kuin sen osien summa. Liikuta sitä hitaasti, ja se virtaa kuin neste; lyö tai leikkaa se nopeasti, ja se lukittuu kuin kiinteä.
Goo on niin outo, että se sai Seussian maineen (ja nimen) ”Bartholomew and Oobleck” -elokuvassa, jossa aine melkein sulki Didd-valtakunnan kohtalon.
Satujen lisäksi oobleck on katkottu tiedelaboratorioista ja esiopetuksista. Nyt tutkijat ovat luoneet ensimmäisen kolmiulotteisen tietokonemallin, joka pystyy ennustamaan aineen näennäisen salaperäisen käyttäytymisen, mahdollisesti avaamalla ovet oobleckin huomattavasti vakavampiin käyttötarkoituksiin. (Se, olisiko tämä malli pelastanut Diddin valtakunnan, emme koskaan tiedä.)
"Voi olla tapoja käyttää tätä materiaalia tavoilla, joita emme ole vielä ajatelleet, jolloin voit suunnitella sen muuttumaan kiinteäksi käyttäytyväksi hyvin erityisissä olosuhteissa", kertoi tutkimusjohtaja Ken Kamrin, koneen insinööri. Massachusettsin Teknologian Instituutti. Yksi esimerkki, Kamrin kertoi Live Sciencelle, saattaa olla suojavaatetus, joka voi liikkua ja virtautua joustavasti, ellei osu kovaan. Tällöin se jäykistyy ja toimii kuin kilpi.
Epätavallinen neste
Oobleck on ei-newtonilainen neste, termi nesteille, jotka muuttavat viskositeettia (kuinka helposti ne virtaavat) stressin aikana. Kun juokset sormesi hitaasti maissitärkkelyksen ja veden läpi, se toimii kuin neste, mutta kohdistaa nopeaa voimaa ja jähmettyy, taipuu ja jopa kyyneleitä.
"Se on todella kuin neste, jos liikutat sitä hitaasti, mutta se tekee kaiken mitä odotat kiinteältä, jos pelaat sen kanssa nopeasti", Kamrin sanoi.
Saatuaan tieteellisen keskustelun oobleckin ominaisuuksista Kamrin ja hänen kollegansa käynnistivät "erittäin terveellisen" sisäisen keskustelun siitä, miten maissitärkkelys ja vesi voivat poiketa muista märistä, rakeisista materiaaleista. Tutkija ja hänen tiiminsä keskittyvät tyypillisesti hiekan, soran ja muiden teollisuusmateriaalien virtaukseen. Mutta maissitärkkelys on erilainen, hän sanoi, pääosin siksi, että hiukkaset ovat niin pieniä. Maisitärkkelyshiukkaset ovat kooltaan mikronista 10 mikroniin, pienemmät kuin ihmisen hiuksen halkaisija.
Tässä koossa hiukkaset ovat herkkiä pienimmille lämpö- ja sähkövoimille, Kamrin sanoi. Seurauksena vedessä olevat maissitärkkelyshiukkaset tosiasiallisesti hylkivät toisiaan, pitäen ne erillään toisistaan liian heikoilla voimilla, jotta ne vaikuttaisivat niin suureen kuin hiekanjyvä. Tämä heijastava voima auttaa lietteen virtausta, koska hiukkaset mieluummin nestekerrosta välillä. Mutta kun niitä puristetaan yhteen, kitka valtaa ja hiukkaset liikkuvat kuin kiinteä aine.
Mallin tekeminen
Kamrin ja hänen tiiminsä aloittivat jo kehittelemänsä märän hiekan tietokonemallin, joka teki säädöt märkämaissitärkkelyksen jäljittelemiseksi paremmin. Mikä tärkeintä, he lisäsivät ylimääräisen muuttujan ennustaaksesi kuinka monta maissitärkkelyksen jyvää koskettaa toisiaan nesteen tietyllä alueella. Tämä muuttuja, jota Kamrin vitsaillen viittaa "klumpsiin", antaa mallin määrittää, kuinka kiinteä tai nestemäinen uroskappale tulee.
Malli, joka on hahmoteltu 27. syyskuuta päiväkirjassa Kansallisen tiedeakatemian lehdessä, voi simuloida oobleckin reaktiota eri voimiin, kuten puristaa kahden levyn väliin tai lyödä ammuksella. Tutkijat myös testasivat mallia virtuaalisella "pyörällä" ajamalla sitä yli oobleck-säiliön havaitsemalla, että mitä nopeammin pyörä ajoi, sitä kiinteämpi on oobleckin pinta.
Koe toistaa yhden mahdollisen oobleckin käytön väliaikaisena täyteaukkoina, Kamrin sanoi. Tien varrella, jolla on riittävän korkea nopeusraja, pussi haukaloita (tai hampaiden kaltaista materiaalia) voitaisiin laskea reikään, muodonmuutos täyttää tyhjiö ja siirtyä kiinteään aineeseen, kun ne pyörivät yli auton pyörien.
Kun materiaalitieteilijät kiinnostavat entistä enemmän oobleckin outoja ominaisuuksia, uusi malli voi olla hyödyllinen sovellusten testaamiseen käytännössä, Kamrin sanoi.
"Voit periaatteessa yrittää suunnitella tietokoneella mallin avulla", hän sanoi, "ja kun luulet oikean protokollan, voit tehdä jotain."
Alun perin julkaistu Elävä tiede.
