Τι είναι η Θιξοτροπία;

Η θιξοτροπία είναι μια ιδιότητα που επιδεικνύεται από ορισμένα ρευστά τα οποία έχουν σύσταση σαν γέλη όταν είναι ακίνητα, αλλά που αραιώνουν όταν υπόκεινται σε διατμητική τάση. Ένα από τα κλασικά παραδείγματα θιξοτροπικού υγρού είναι η κινούμενη άμμος. Όσο είναι ανενόχλητο, η άμμος θα είναι σχετικά παχιά. Μόλις πέσει κάτι μέσα και αρχίσει να τρέμει, ασκώντας πίεση στην κινούμενη άμμο, γίνεται πιο υγρό. Η θιξοτροπία είναι μια ιδιότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με πολλούς ενδιαφέροντες τρόπους, εκτός από το ότι ενδιαφέρει τους ανθρώπους που τυχαίνει να πέφτουν σε κοιλώματα με κινούμενη άμμο.

Ένα θιξοτροπικό υγρό θα γίνεται όλο και λιγότερο παχύρρευστο καθώς υποβάλλεται σε καταπόνηση όπως ανάδευση, ανακίνηση ή ανάδευση. Μόλις σταματήσει η παραμόρφωση, το ρευστό θα ανακτήσει το ιξώδες του, ρυθμίζοντας σιγά-σιγά σε ημιστερεή κατάσταση ξανά. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με ένα ρεοπεκτικό υγρό, το οποίο θα έχει αυξανόμενο ιξώδες καθώς αναδεύεται. ένα μείγμα αμύλου καλαμποκιού και νερού, για παράδειγμα, θα είναι ζελατινώδες σε ηρεμία, αλλά θα σφίξει όταν υποβληθεί σε πίεση. Το “γκλουπ” από καλαμπόκι και νερό χρησιμοποιείται μερικές φορές στα μαθήματα επιστήμης για να εισαγάγει τους μαθητές στην έννοια με ένα ρευστό που μπορούν να αισθανθούν και να χειριστούν.

Οι μηχανικοί πρέπει να σκεφτούν τη θιξοτροπία όταν σχεδιάζουν κατασκευές, επειδή ορισμένα υποστρώματα μπορεί να είναι θιξοτροπικά. Για παράδειγμα, όταν οι μηχανικοί κατασκευάζουν κατασκευές σε ανακτημένο έδαφος, οι άργιλοι από κάτω μπορεί να υποβληθούν σε υγροποίηση κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, θέτοντας σε κίνδυνο την ασφάλεια. Ενώ είναι δυνατό να χτιστεί σε θιξοτροπικούς άργιλους και εδάφη, πρέπει να ληφθεί μέριμνα για την ασφάλεια, με τη δομή να είναι αγκυρωμένη σε ένα υπόστρωμα που δεν θα υγροποιηθεί κατά την παραμόρφωση, όπως το υπόστρωμα.

Τα υγρά γεώτρησης που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου μπορεί επίσης να είναι θιξοτροπικής φύσης. Τα υγρά θα παραμείνουν σχετικά στερεά όταν είναι ακίνητα, αλλά θα υγροποιηθούν καθώς χρησιμοποιούνται κατά τη διάτρηση για να λειτουργήσουν ως λιπαντικά. Η θιξοτροπία ενδιαφέρει επίσης τους ανθρώπους που εργάζονται με άργιλο, όπως οι αγγειοπλάστες, και σε ορισμένους τομείς της βιομηχανίας τροφίμων. Ορισμένα τρόφιμα παρουσιάζουν ιδιότητες όπως η θιξοτροπία που μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο χειρισμού και επεξεργασίας τους.

Οι μηχανικοί που μελετούν τη μηχανική των ρευστών έχουν μια σειρά από εξηγήσεις για το πώς λειτουργεί η θιξοτροπία, ανάλογα με το υγρό που εμπλέκεται και τους τύπους δυνάμεων στις οποίες υπόκειται. Η κατανόηση αυτής της ιδιότητας μπορεί να είναι σημαντική για άτομα που εργάζονται με θιξοτροπικά υγρά, καθώς θα τους επιτρέψει να προβλέψουν τη συμπεριφορά των υγρών και να διερευνήσουν τρόπους με τους οποίους μπορεί να αξιοποιηθεί αυτή η ιδιότητα.