Свойства неньютоновских жидкостей. Секреты умного пластилина

каждому и любой человек, взаимодействующий с ними в той или

иной степени может предугадать как поведет себя какая-либо жидкость в конкретной ситуации.
Жидкости, свойства которых мы привыкли наблюдать в ежедневном использовании подчиняются закону Ньютона, называются ньютоновскими.

вязкого трения Ньютона.
Еще в конце XVII века великий физик

Ньютон обратил внимание, что грести веслами быстро гораздо тяжелее нежели, если делать это медленно.

И тогда он сформулировал закон, согласно которому вязкость жидкости увеличивается пропорционально силе воздействия на нее.

свою плотность и вязкость при воздействии на них физической силой,

причем не только механическим воздействием, но даже и звуковыми волнами. Чем сильнее воздействие на обычную жидкость, тем быстрее она будет течь и менять свою форму. Если воздействовать на Неньютоновскую жидкость механическими усилиями, мы получим совершенно другой эффект, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело, связь между молекулами жидкости будет усиливаться с увеличением силы воздействия на нее. Вязкость неньютоновских жидкостей возрастает при уменьшении скорости тока жидкости. Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры.

«Прикоснись к науке», где один из экспериментов был посвящен неньютоновским

жидкостям. Эксперимент произвел на меня большое впечатление и мне захотелось побольше узнать об удивительных свойствах жидкостей, противоречащих законам физики.
В домашних условиях мне удалось не только повторить увиденное, но и подробнее изучить данное явление, проводить много дополнительных экспериментов и придумать свои способы применения данной жидкости.
Один из опытов проведенных мной – опыт с крахмальной водой.

перемешал до однородного вязкого состояния. После этого получил смесь, похожую

на сметану.
Но отличие этой смеси от обычной жидкости в том, что она, может быть одновременно и твердой и жидкой. При плавном воздействии – смесь жидкая, а если взять ее в руку и с силой сдавить – из нее можно слепить комок, «снежок», который тут же «растает».

приобретает свойства твердого вещества.
По этой жидкости можно даже бегать,

но если замедлить действие, то человек сразу же погружается в жидкость.
Свойства этой жидкости в скором времени планируют использовать для временного ремонта дорожных ям.

и формируются контакты в виде хаотически сплетенных молекул.
Эти прочные

связи называются зацеплениями. При резком воздействии прочные связи не дают молекулам сдвинуться с места и система реагирует на внешнее воздействие как упругая пружина. При медленном воздействии зацепления успевают растянуться и распутаться. Сетка рвется и молекулы расходятся.

какими они обладают свойствами. Далее я предлагаю вам познакомиться с

одной из их разновидностей – умным пластилином.

рук», сегодня является одной из самых популярных игрушек не только

для детей, но и для взрослых. Он обладает множеством свойств. Handgum — наиудивительнейший полимер! Он твердый и жидкий, одновременно. Как это возможно? В длительных промежутках времени Handgum ведет себя подобно жидкости, он медленно стекает, капает и старается растечься в лужу. К примеру, если сделать шарик и положить на стол, то уже через пару минут этот шарик станет лужицей. При более быстром воздействии Handgum поведет себя как твердое тело — тот же шарик, кинутый об пол, подпрыгнет. Также вы можете разорвать его резким движением или даже забить им гвоздь! Давайте детальнее рассмотрим состав и преимущества такой игрушки выясним, можно ли использовать умный пластилин с большей пользой.

к рукам и другим вещам, поэтому после него не нужно

будет делать уборку. Также жвачка не оставляет липких пятен, поэтому ее можно бросать об стену и на пол. Существует умный пластилин, который светится в темноте и магнитится.  Его можно рвать на кусочки и строить различные фигурки.
Умный пластилин способствует развитию творческого мышления, речи, почерка, мелкой моторики рук. Он снимает усталость, повышает настроение, дарит покой и гармонию.
Попробуем провести опыт и самостоятельно изготовить умный пластилин.

использовал:
клей ПВА – 100 гр.,
тетраборат натрия – 1/2 флакона,

пищевой краситель - 3-5 капель,
емкость для смешивания, целлофановый пакет,
палочка для смешивания, защитные очки.

Все смешивается деревянной палочкой. Добившись однородного цвета в массу вливается

натрия тетраборат в глицерине (можно купить в аптеке). Затем смесь снова перемешивается до тех пор, пока она не загустеет. Готовый пластилин нужно положить в целлофановый пакет и размять его, чтобы он слал эластичным и мягким. Умный пластилин готов!
Для экспериментов я изготовил несколько разноцветных образцов, которые буду изучать.

капать со стола.
В ходе эксперимента умный пластилин проявляет следующие свойства:

и пружинит. При 2-3 дневном использовании его, становится чрезмерно прыгучим

и при резком подбрасывании и ударе – отскакивает, словно мяч.

или мокрого картона.

стол, умный пластилин моментально твердеет и становится «каменным». Что в

очередной раз подтверждает свойства неньютоновской жидкости.

Вывод: умный пластилин проявляет свойства жидкости, свойства резиноподобного вещества и свойства твердого вещества.

девелопер для лазерных принтеров) и тщательно перемешав, продолжаю эксперимент.

и позволяют ему притягиваться к мощному магниту.

жесткого диска компьютера.
Вывод: Магнитный умный пластилин подтягивается к мощному магниту.

А если оставить пластилин на какое-то время возле магнита, то он будет обволакивать магнит со всех сторон.
Свойства магнитных неньютоновских жидкостей используют в машиностроении и медицине.

несколько экспериментов, в ходе которых я изучил свойства умного пластилина,

после того, как он:
Неделю пролежал в открытом виде возле радиатора отопления. Свойства пластилина сильно изменились. После того, как в нём испарилась влага, он сильно уменьшился и стал очень прочным. Если использовать его как клеящее вещество, то он будет отлично склеивать и герметизировать предметы.





2. Умный пластилин загустел (через 3-4 дня использования) до такой степени, что его можно использовать для снятия форм \ слепков с небольших предметов. В нем достаточно хорошо отпечатываются детали предметов. В формы из пластилина заливается гипс. Так как гипс имеет свойство быстро отвердевать, умный пластилин не успевает деформироваться. Возможно, умный пластилин можно будет использовать как «экспресс метод снятия форм с моделей».

с загрязненного предмета мусора и пылинок. На предмет, подобный валику,

наматывается умный пластилин и проводится чистка, например ковра.
4. При растяжении умного пластилина образуется тончайшая пленка, которая хорошо прилипает к поверхности предметов. Высыхая на них, пленка образует водонепроницаемую поверхность. Если использовать магнитный пластилин, можно получить магнитную водонепроницаемую поверхность.








5. Из данного материала можно делать наколенники и налокотники для занятий спортом.

Вывод: умный пластилин можно использовать не только для игры и забавы, но и для практического применения.

отличается от обычных жидкостей.
Опытным путем я выявил, что при

сильном воздействии на неньютоновские жидкости они проявляют качества, противоположные обычным жидкостям: упругость, вязкость, твердость, тягучесть.
В результате зафиксированы красивые эксперименты. Исследовано практическое применение умного пластилина, приведены способы его использования в бытовых условиях. Также исследована крахмальная смесь, на примере которой показаны и доказаны свойства и необычность данных жидкостей.
В ходе проведения экспериментов выявлено много интересных свойств умного пластилина, некоторые из них можно использовать не просто как забаву, а еще и применять в быту.
Возможно, наукой еще не полностью изучены свойства неньютоновских жидкостей и они имеют потенциал занять важную ступень в разработках промышленности, науки.