On 26 Ott, 18:28, Dulcamara <zambelli.stef..._at_gmail.com> wrote:
> Salve a tutti, ho provato a fare in laboratorio un fluido dilatante (o
> shear thickening fluid:http://en.wikipedia.org/wiki/Dilatant),
> mischiando a varie concentrazioni polietilenglicole 200 e nanopolvere
> di silice. Il fluido ottenuto dovrebbe solidificarsi istantaneamente
> se fortemente sollecitato (per esempio infilando o sfilando
> velocemente la bacchetta dal becker). Ho ottenuto semplicemente un
> fluido sempre pi� viscoso all'aumentare della concentrazione di
> silice, ma senza le caratteristiche volute... Secondo le informazioni
> che ho le particelle dovrebbero avere un diametro di circa mezzo
> micron (attorno ai 450 nm), ma non sono riuscito a trovarle, cos� ho
> preso della polvere di silicio pi� sottile (14 nm), pensando andasse
> addirittura meglio, l'effetto di solidificazione infatti deriva dallo
> sfregamento delle particelle di silice che non riescono a venire
> lubrificate dal PEG interstiziale se il fluido viene sottoposto a
> forti sollecitazioni. Essendo la superficie di quelle di 14 nm
> enormemente maggiore pensavo andassero ancora meglio...
La superficie totale a parit� di massa � inversamente proporzionale al
diametro della particella, ma il polietilen glycol � fatto a catene.
Se i granelli di silicio diventano pi� corti delle catene di
polietilenglicole le catene si coordinano diversamente nei pressi
della superficie del silicio ed anzi avviene il contrario che sono le
particelle di silicio ad occupare gli interstizi delle catene di
silicio creando meno effetti di volume escluso, in tal modo le
particelle di silicio non entrano pi� in contatto per effetto della
velocit� del fluido che continua a fluire come se i granelli di
silicio non ci fossero affatto, aumentando la concentrazione tenderai
ad avere effetti non-newtoniani di tipo granulare, ma non effetti non
newtoniani dovuti alle interazioni di lungo range mediate dalle
propriet� elastiche e torsionali delle catene di polietilen glycol.
Del resto il polietilen glycol � di per s� un fluido non newtoniano,
sebbene le sue propriet� di adattamento si manifestino a diverse
scale, il parametro principale che cambia quando usi particelle pi�
grandi del raggio di girazione della fase fluida � proprio lo stesso
raggio di girazione perch� le molecole tendono ad aprirsi per
minimizzare la tensione superficiale, cosa che non fanno se le
particelle che inserisci sono dello stesso ordine o pi� piccole del
raggio di girazione. Aumentando il raggio di girazione succede che le
molecole tendono a disporsi fra due o pi� particelle di silicio
coordinandosi in un network con fattori di scala differenti che nel
caso fluido e le propriet� non newtoniane si manifestano allora a
frequenze pi� basse. Dal punto di vista intuitivo nel momento in cui
il network si mette in modo pi� rapidamente del tempo caratteristico
della dinamica termica strutturale, reagisce elasticamente.
Quantitativamente l'effetto � descritto con un'analisi di Fourier ed
un modello di mode-coupling in cui le componenti del oltre alla
solita componente scalare dei fluidi ed al solito tensore di
correlazione vettoriale fra i campi di velocit� si presentano
correlazioni geometriche di tipo tensoriale dovute al ruolo delle
forze elastiche di taglio.
Qualcuno mi sa
> spiegare perch� no? (suppongo che la miscela diventi troppo viscosa
> prima di ottenere le caratteristiche volute, ma non ne sono sicuro).
> Grazie delle risposte.
Received on Tue Nov 03 2009 - 17:42:36 CET