Un fluid non-newtonian este un fluid a cărui vâscozitate este variabilă în funcție de solicitarea aplicată. Cel mai cunoscut fluid de acest fel este amidonul de porumb dizolvat în apă. Contrast cu fluidele newtoniene precum apa, al căror comportament poate fi descris exclusiv prin temperatură și presiune, nu prin forțele care acționează asupra acesteia de la secundă la secundă. Aceste fluide sunt substanțe fascinante care pot fi folosite pentru a ne ajuta să înțelegem fizica mai în detaliu, într-un mod interesant și practic.
Dacă loviți o găleată plină cu un fluid non-newtonian care se îngroașă prin forfecare, stresul introdus de forța de intrare face ca atomii din fluid să se rearanjeze astfel încât acesta să se comporte ca un solid. Mâna ta nu va trece. Dacă împingeți încet mâna în lichid, totuși, acesta va pătrunde cu succes. Dacă trageți brusc mâna, se va comporta din nou ca un solid și puteți trage literalmente o găleată cu lichid din recipientul său în acest fel.
Un fluid non-newtonian care diluează prin forfecare se comportă în sens invers. La acest tip, fluidul devine mai subțire, mai degrabă decât mai gros, atunci când se aplică stres. Numiți și pseudoplastic, exemplele de acest tip de fluid includ ketchup, pasta de dinți și vopsea. Efectul nu durează de obicei mult timp în niciunul dintre tipurile, continuând doar atâta timp cât se aplică stresul.
Fluidele non-newtoniene ne ajută să înțelegem marea varietate de fluide care există în lumea fizică. Solidele plastice, fluidele de putere, fluidele vâscoelastice și fluidele cu vâscozitate dependente de timp sunt altele care prezintă relații complexe și contraintuitive între efortul de forfecare și vâscozitate/elasticitate. Cu toate acestea, fluidul non-newtonian este probabil cel mai interesant cu care să te joci.
O căutare a fluidului non-newtonian pe YouTube aduce câteva rezultate interesante. La mai multe show-uri de jocuri, gazdele sau concurenții trec prin cuve mari de fluid non-newtonian care se îngroașă prin forfecare, capabile să le traverseze dacă nu se opresc – caz în care se scufundă imediat. Atunci când sunt combinate cu o placă oscilantă, aceste fluide demonstrează alte proprietăți neobișnuite, cum ar fi „degetele” proeminente și găurile care persistă după ce le-au creat. O placă oscilantă aplică periodic stres, schimbând rapid vâscozitatea fluidului și punându-l într-un mediu ciudat între un lichid și un solid.
O aplicație practică pentru fluidele non-newtoniene care îngroșează prin forfecare ar putea fi în armura de corp a viitorului. Deoarece astfel de fluide sunt de obicei flexibile, le-ar permite soldaților să se miște liber atunci când nu sunt atacați. Dar dacă s-ar confrunta cu un glonț cu viteză, ar fi rapid mai greu, performând ca armura tradițională. Mai multe cercetări sunt necesare pentru a vedea dacă fluidele non-newtoniene sunt potrivite pentru armată, dar până atunci, este cu siguranță distractiv să te joci.