КЛИВЛЕНД, ОГАЙО — Так именуемые неньютоновы жидкости являются звездами научных демонстраций школы . В одном примере ooey-клейкое жидкое тесто, сделанное из кукурузного крахмала и воды, медлительно сочится как жидкость, когда перемещено медлительно. Но ударьте кулаком его либо натыкайтесь на огромную лужу его, и это становится твёрдым как тело. Вылейте его поверх диффузора, и колебания заставляют жидкость усиливать и вырабатывать необычные подобные усику формы. Сейчас, несколько студентов колледжа узнала новое применение для необычного материала: наполнитель для выбоин.
Студенты, студенты в Западном резервном университете Кейза в Кливленде, создали идею как часть технического конкурса, спонсируемого французским Святым-Gobain компании материалов — и взяли первый приз несколько дней назад. Цель была в том, чтобы применять простые материалы для нового продукта.
«Так, мы были putzing около с вещами и различными идеями, мы желали трудиться с — и мы походили, что такое неспециализированная, повседневная неприятность в мире, что все ненавидят?» растолковывает 21-летний член команды Кертис Оберт. «И мы приземлились на выбоинах». Он и четыре вторых студента выбрали неньютонову жидкость как раствор из-за его необыкновенных физических особенностей. «В то время как нет никакой силы, используемой к нему, это течет как жидкость, делает и заполняет отверстия», говорит Оберт, «но в то время как этому переезжают, это действует как тело».Студент случая Нич Баррон демонстрирует наполнители выбоины.Кредит: Mayank Saksena
Больше научных видео новостейУченые именуют жидкости, ведущие себя как это неньютоново, в силу того, что вязкость либо сопротивление, жидкости изменяется в ответ на силы, использующиеся к нему. Это в отличие от ньютоновых жидкостей, поддерживающих их жидкое государство независимо от беспорядков.
Существует довольно много привычных неньютоновых жидкостей, говорит Майкл Грэм, инженер-химик, не вовлеченный в проект, кто изучает неньютоново жидкое поведение в университете Висконсина, Мадисона. Майонез, кетчуп, глупая замазка, а также кровь являются примерами.
Не обращая внимания на то, что эти сущности кажутся весьма отличающимися, Грэм показывает, что они все содержат собственного рода взаимодействие — и частицу тех частиц растолковывает их поведение.майонез и Кетчуп являются стригший разбавленными жидкостями.
При совещании на прилавке они являются толстыми и массивными и не текут, в силу того, что частицы имеют тенденцию склеиться в покое, растолковывает Грэм. «Кетчуп есть практически смятыми помидорами, и это – мало частиц помидора, взаимодействующих между собой и мешающих жидкости перемещаться», говорит он. «Майонез есть капельками жира, склеивающимися». Но нажим на шарике майонеза с ножом либо сотрясение бутылки кетчупа создают, стригут действие, разрушающее частицы, так, жидкости становятся более жидкими и более легко намазывающийся.
Тип материала, что выбрали студенты, есть противоположностью майонеза и кетчупа. Это – стригший утолщенный, означая, что, когда постричь напряжение используется — говорят силой автомобильной шины — это становится более твёрдым и сопротивляется течению. Исходя из этого понижение и квитанция частиц приятель мимо приятеля легко, когда перемещено мягко, но они застревают, когда значительные силы используются. «Чем тяжелее Вы торопитесь он, тем выше вязкость добирается. При подталкивании его вправду скоро частицы в кукурузном крахмале не имеют времени, чтобы перестроить и обойти друг друга, и они набиваются битком», говорит Грэм.
В то время как жидкость перемещается скоро, она, как говорят, имеет верхний уровень, «стригут уровень». В довольно низком стригут ставки (т.е. в то время как жидкость нарушена мягко), отталкивающие силы между частицами мешают тому, чтобы они ударили совместно, и сохраняют их равномерно распределенными везде по жидкости. Но, когда постричь силы, выдвигающие частицы совместно, становятся более бессчётными, чем отталкивающие силы, держащие их раздельно, частицы временно несколько совместно, и формируют мелкие цепочки, названные гидрогруппами.
В отличие от отдельных частиц, которые могут легко переместить друг друга, гидрогруппы захвачены на месте и не могут переместиться, вынудив жидкость временно вести себя как тело.Студенты говорят, что мало экспериментирования потребовалось, чтобы приобретать легко верную формулировку. «Методом работы с разными частицами размера Вы можете взять разные вязкости от него», говорит Оберт. То, что они придумали, есть порошкообразной смесью, которая сохранена в намерено созданных влагонепроницаемых сумках, сделанных из особо прочного волокна как кевлар, выровненный с силиконом. Для производства готового участка выбоины муниципальные рабочие бы воду и запечатали бы сумку.
Сейчай выбоины восстановлены методом упаковки их с асфальтом, что есть нечистым, вонючим, долгим, и требует оборудования и специализированного персонала, говорит Оберт. В отличие от этого, жидкость заполнилась, сумки могут нести около в магистралях милицейских крейсеров либо фургонов и заскочить выбоины на месте сотрудники с маленьким обучением либо опытом. Они были бы тогда покрыты тёмной адгезионной тканью так, чтобы водители не ощущали их как опасность. «Мы определенно не желаем людей, избегающих их», говорит член команды Маянк Сэксена.Студенты удостоверились в надежности на дорогу собственные проекты в ряде выбоин Кливленда и нашли, что сумки выполняют довольно много позднее больше чем семь дней постоянного применения в многолюдных местах.
Не обращая внимания на то, что продуктом подобающа все же быть область, проверенная фактической Среднезападной зимой, студенты говорят, что сумки предназначаются, чтобы быть достаточно крепкими, что они могут подняться для засоления и холод в течение многих недель за один раз, пока поврежденные дороги не могут быть постоянно фиксированы. Помимо этого, когда дороги восстановлены, сумки могут быть удалены и опять использованы. В то время как они не нужны, они могут быть сохранены безлюдные и пополненные методом смешивания дополнительного порошка с водой для очень дешевизне.Оплачиваемая авансом цена на сумки возможно так же как либо больше, чем классические способы ремонта, говорит Оберт, но в итоге города будут экономить на труде и материалах, в силу того, что наполнитель весьма недорог. «Сумка имела возможность бы стоить ста американских долларов, но Вы можете опять применять ее сто раз, и к тому времени Вы спасли бы тонну денег».
Студенты собираются запатентовать собственный изобретение, так, они не опубликуют собственную правильную формулировку, но они говорят, что это биоразлагаемо и достаточно безопасно покушать — не обращая внимания на то, что не весьма вкусный. В случае если утечка сумок либо слеза, содержание не создает опасности для людей либо экологии.Город Восточного Кливленда внес предложение помогать студентам проверить собственные новые наполнители выбоины, и студенты говорят, что к ним уже приблизились пару компаний, заинтересованных работой с ними.
Восточный Кливлендский директор по Обслуживанию и Муниципальный Инженер Росс Бранкателли говорят, что продуктом могла быть громадная стремительная фиксация для временных страшных производственных факторов, но он менее не сомневается в ее долговечности в зимних дорожных условиях. «Я пологаю, что это поддержит при трафике — я пологаю, что часть будет трудиться. Но ли это будет в состоянии обращаться с настоящими зимними температурами и быть конкуретным по цене как полупостоянная фиксация, у меня имеется некое резервирование об этом».
Но, одна вещь есть неоспоримой: В случае если и в то время как коммерческий продукт готов, существует даже больше чем нужно отверстий для заполнения.