2004年3月30
科学家们莱斯大学发现一个鲜为人知的张力,先前被认为是一个古怪的类型只有在发现塑料用于制造防弹背心,发生在日常乳剂如蛋黄酱和沙拉酱。
首次发现大约25年前,这种现象被称为“负第一法向应力差”指的是一个有吸引力的力量,是在液体在一定条件下创建的。
例如,假设两个玻璃盘子堆积像三明治,用一层薄薄的液体之间。如果底板还举行了顶板迅速移到了一边,它集流体运动,并创建部队在液体内,反过来,行动玻璃。
简单的液体像水,这个滑动创建补充力量,往往推板,滑动方向。等更复杂的液体聚合物,紧张局势发展,创造力量,将船体板分开。大约在1980年,他们发现液体结晶聚合物,超强纤维的主要成分如凯夫拉尔®和采龙®,力量拖着盘子一起创建的。这个力称为“负法向应力,而不是更常见的积极力量,推板分开。
Matteo Pasquali,去年的化学工程助理教授,和他的同事教授和研究生在赖斯正试图创建一个强烈的纯碳纳米管纤维。研究人员试图适应方法杜邦是凯夫拉尔创作的先驱,他们最终解决方案表现得像液体结晶聚合物的纳米管。解决方案表现出负法向应力,这证实了纳米管犯了一个液晶。
大约在同一时间,Pasquali和研究生Alberto Montesi Alejandro佩纳是油和水的测试乳剂。乳剂的组合两个或两个以上的液体,不能混为一谈,他们共同在工业环境中像油田在日常食品像蛋黄酱或醋沙拉酱。油和水,乳剂时创建的微小的水滴成为分散在整个石油。
Pasquali Montesi和佩纳发现负法向应力出现在他们的油和水乳剂水滴的浓度在一个特定的范围。这项研究是上个月发表在学术期刊《物理评论快报》上。
“当我第一次看到这些数据,我认为我们犯了一个错误,”Pasquali说。“我的学生和我开玩笑说,我们必须是唯一的实验室,有过消极的正常压力两个系统。然而,我们双,再三确认记事本上草草写就,影响仍在。
“然后,我们听说Erik爱好的小组在国家标准与技术研究所与碳纳米管悬浮液的得到相似的结果。合作了,我们都开始感到更加确定结果,尽管不寻常,是正确的。”
令人吃惊的结果导致Pasquali集团扩大实验一些司空见惯的乳剂。
“我去了商店,买了一罐蛋黄酱和测试它,“Montesi说。“我很好奇,看它是否显示相同的负法向应力,这。”
调查结果清楚地开门对潜在的未来的研究现象背后负法向应力。
“这一发现了有趣的研究和发展机遇,“佩纳说,现在斯伦贝谢高级研究工程师。“更好地理解现象爆发衬底负正常压力,液滴形成集体的倾向之间的相互作用结构在微观层面和宏观行为的乳剂流,将导致小说的发展制定乳剂和其他分散系统的实际相关的固体和泡沫。”
Pasquali补充说,还需要更多的研究在实际应用将变得明显。
“这真是太早了预见到可能出现的各种有用的应用程序从这个负法向应力有了新的认识,“Pasquali说。“很明显,任何应用程序哪里有油和水的混合物,如石油生产、食品加工等,可能的候选人。”
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