ಸುದ್ದಿಯಲ್ಲಿ ಏಕಿದೆ?
ವಿಜ್ಞಾನದ ಪ್ರದರ್ಶನಗಳಲ್ಲಿ (science demonstrations) ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಕಾರ್ನ್ಸ್ಟಾರ್ಚ್ (cornstarch) ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಮಿಶ್ರಣವು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ (high speeds) ಹೊಡೆದಾಗ ಹೇಗೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಪ್ರಭಾವದ (impact) ಮೇಲೆ ಮಿಶ್ರಣವು ತಕ್ಷಣವೇ ಗಟ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ (solidifies) ಎಂಬ ಸಾಮಾನ್ಯ ನಂಬಿಕೆಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ವಿಪರೀತ ವೇಗದಲ್ಲಿ (extreme velocities) ಅದು ಗಟ್ಟಿಯಾಗುವ (stiff) ಮೊದಲು ದ್ರವದಂತೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನವು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಹಿನ್ನೆಲೆ
ಕಾರ್ನ್ಸ್ಟಾರ್ಚ್ ಎಂಬುದು ಮೆಕ್ಕೆಜೋಳದ ಕಾಳುಗಳ (maize kernels) ಎಂಡೋಸ್ಪರ್ಮ್ನಿಂದ (endosperm) ಹೊರತೆಗೆಯಲಾದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ ಪುಡಿಯಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ಸೂಪ್ಗಳು ಮತ್ತು ಸಾಸ್ಗಳಲ್ಲಿ ದಪ್ಪವಾಗಿಸುವ ಏಜೆಂಟ್ (thickening agent), ಬೇಕಿಂಗ್ ಪೌಡರ್ಗಳ ಅಂಶವಾಗಿ ಮತ್ತು ಅಂಟುಗಳು (adhesives), ಔಷಧಗಳು (pharmaceuticals) ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ಗಳಲ್ಲಿ (biodegradable plastics) ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸರಿಸುಮಾರು ಸಮಾನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಿದಾಗ, ಇದು ಮಕ್ಕಳಿಗೆ "ಊಬ್ಲೆಕ್" (oobleck) ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಶಿಯರ್-ಥಿಕನಿಂಗ್ ದ್ರವವನ್ನು (shear-thickening fluid) ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಮೃದುವಾದ ಚಲನೆಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಹಠಾತ್ ಬಲವನ್ನು ವಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ.
ಹೊಸ ಅಧ್ಯಯನವು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದೇನು
- ಮೂರು ಪ್ರಭಾವದ ಪ್ರಭುತ್ವಗಳು (Three impact regimes): ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 0.2 ರಿಂದ 10 ಮೀಟರ್ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ನ್ಸ್ಟಾರ್ಚ್ ಅಮಾನತುಗಳ (cornstarch suspensions) ಮೇಲೆ ದ್ರವ ಹನಿಗಳನ್ನು (liquid droplets) ಬೀಳಿಸುವ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಮೂರು ನಡವಳಿಕೆಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದವು. ಕಡಿಮೆ ವೇಗದಲ್ಲಿ, ಹನಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ದ್ರವದಂತೆ ಹರಡುತ್ತದೆ. ಮಧ್ಯಮ ವೇಗದಲ್ಲಿ, ಅಮಾನತು ಗಟ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶಿಯರ್ ಥಿಕನಿಂಗ್ನಿಂದಾಗಿ (shear thickening) ಹಿಂದಕ್ಕೆ ಸರಿಯುತ್ತದೆ (recoils). ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ, ಮೇಲ್ಮೈಯು ಗಟ್ಟಿಯಾಗುವ ಮೊದಲು ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡ್ನ ಒಂದು ಭಾಗಕ್ಕೆ (fraction of a millisecond) ದ್ರವದಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.
- ಕ್ಷಣಿಕ ದ್ರವ ಪದರ (Transient fluid layer): ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ದ್ರವೀಕರಣವು (liquefaction) ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು ಏಕೆಂದರೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಹನಿ ಮತ್ತು ಬೃಹತ್ ದ್ರವದ (bulk fluid) ನಡುವೆ ತೆಳುವಾದ ನಯಗೊಳಿಸುವ ಪದರವು (lubrication layer) ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಕಣಗಳು ಜಾಮ್ ಆಗುವ ಮೊದಲು ಹನಿ ಜಾರಲು (slide) ಮತ್ತು ದ್ರವವು ಗಟ್ಟಿಯಾಗಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
- ಏಕೀಕೃತ ಮಾದರಿ (Unified model): ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಡೇಟಾ (experimental data) ಮತ್ತು ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ, ತಂಡವು ಪ್ರಭಾವದ ವೇಗ (impact velocity), ಕಣಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ (particle concentration) ಮತ್ತು ದ್ರವದ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು (fluid viscosity) ಆಧರಿಸಿ ದ್ರವದಂತಹ ಮತ್ತು ಘನದಂತಹ ನಡವಳಿಕೆಯ ನಡುವಿನ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು (transition) ಊಹಿಸುವ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು.
ಮಹತ್ವ
- ವಸ್ತುಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ (Materials design): ಶಿಯರ್-ಥಿಕನಿಂಗ್ (shear-thickening) ದ್ರವಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಗೇರ್ (protective gear), ಬಾಡಿ ಆರ್ಮರ್ (body armour) ಮತ್ತು ಪ್ರಭಾವ-ನಿರೋಧಕ ಲೇಪನಗಳ (impact-resistant coatings) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ತಿಳಿಸಬಹುದು, ಅದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (flexible) ಆದರೆ ಪ್ರಭಾವದ ಮೇಲೆ ಕಠಿಣವಾಗುತ್ತದೆ (harden).
- ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು (Industrial applications): ಆಹಾರ, ಔಷಧಗಳು ಮತ್ತು ಪಿಂಗಾಣಿಗಳಂತಹ (ceramics) ಉದ್ಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಕೊಳೆ (slurries) ಮತ್ತು ಅಮಾನತುಗಳ (suspensions) ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನದಿಂದ ಒಳನೋಟಗಳು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ಹರಿವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು (flow properties) ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.
- ಶೈಕ್ಷಣಿಕ ಮೌಲ್ಯ (Educational value): ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಜನಪ್ರಿಯ ತರಗತಿಯ ಪ್ರಯೋಗದ (classroom experiment) ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಪರಿಷ್ಕರಿಸುತ್ತವೆ (refine) ಮತ್ತು ಸರಳ ಮಿಶ್ರಣಗಳು (simple mixtures) ಸಹ ತಮ್ಮ ಮಿತಿಗಳಿಗೆ ತಳ್ಳಿದಾಗ ಶ್ರೀಮಂತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು (rich physics) ಪ್ರದರ್ಶಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.
ತೀರ್ಮಾನ
ಪರಿಚಿತ ಕಾರ್ನ್ಸ್ಟಾರ್ಚ್ ಅಮಾನತು (cornstarch suspension) ಅದು ಕಾಣುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ (complex). ವಿಪರೀತ ಪ್ರಭಾವದ ವೇಗದಲ್ಲಿ (extreme impact velocities), ಅದು ವೇಗವಾಗಿ ಲಾಕ್ ಆಗುವ ಮೊದಲು ದ್ರವದಂತೆ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. રોજિંદા સામગ્રીઓ (everyday materials) ಅನ್ನು ಅವುಗಳ ಮಿತಿಗೆ ತಳ್ಳಿದಾಗ ಆಶ್ಚರ್ಯಕರ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಆಶ್ರಯಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಇಂತಹ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ನಮಗೆ ನೆನಪಿಸುತ್ತವೆ.
ಮೂಲ: ದಿ ಹಿಂದೂ (The Hindu)