ВОПРОС: Что такое неньютоновская жидкость? Как ее сделать в домашних условиях?
ОТВЕТ: Неньютоновской жидкостью называют жидкость, которая меняет свою вязкость в зависимости от градиента скорости. Она состоит из крупных молекул, которые образуют сложные неоднородные пространственные структуры. Это значит, что чем быстрее ударить (приложить внешнее воздействие ) по поверхности неньютоновской жидкости, тем больше становится ее вязкость.

Если медленно опустить пальцы в неньютоновской жидкость, то она будет все такой же жидкой, как обычная вода, не создавая никакого препятствия для вашей руки. Но если вы попытаетесь со всей силы ударить по поверхности неньютоновской жидкости, то вас ждет, как минимум, удивление, поскольку ее поверхность мгновенно превратится в упругую массу, которая не даст вашей руке погрузится вовнутрь нее!

Как сделать в домашних условиях

Рецепт довольно простой и дешевый: сходите в магазин и купите обычный крахмал, подойдет любой — картофельный или кукурузный. Затем смешайте его с водой в соотношении 2:1. Это все, неньютоновская жидкость готова! Теперь можете проводить эксперименты в домашних условиях.

Можно , если даже походить по улице или квартире. Какая бы сила ни действовала на воду, масло или молоко, они все равно сохранят свое жидкое состояние, будь то перемешивание, переливание и иное физическое воздействие.

Другое дело - это неньютоновские жидкости. Их особенность заключена в том, что их текучие свойства колеблются в зависимости от скорости ее тока. Неньютоновскую жидкость легко получить, смешав воду с пищевым картофельным/кукурузным крахмалом.

Источники:

неньютоновская жидкость как сделать

Обычные жидкости растекаются, переливаются, отличаются легкой проницаемостью. Но существуют субстанции, способные занимать вертикальное положение и даже выдерживать вес человека. Именуются они неньютоновскими жидкостями.

Существуют эмульсии, вязкость коих переменчива и зависима от скорости деформации. Суспензий со свойствами, противоречащими законам гидравлики, разработано много. Их использование получило широкое распространение в химической, перерабатывающей, нефтяной и прочих отраслях современной промышленности.

К числу можно отнести сточные грязи, зубную пасту, жидкое мыло, буровые растворы и пр. Обычно эти смеси неоднородны. В их составе содержатся крупные молекулы, способные образовывать сложные пространственные структуры. Исключениями являются , приготовленные на базе картофельного или кукурузного крахмала.

Приготовление неньютоновской жидкости в домашних условиях

Для создания эмульсии потребуется вода . Обычно ингредиенты используются в равных частях, но иногда соотношение составляет 1:3 в пользу воды. После смешивания получается жидкость, напоминающая по консистенции кисель и обладающая интересными характеристиками.

Если в емкость с эмульсией медленно положить предмет, результат будет аналогичным погружению вещи в краску. Хорошо размахнувшись и ударив по смеси кулаком, можно отметить изменения ее свойств. Рука отскочит, как от столкновения с твердым веществом.

Вылитая с большой высоты эмульсия, соприкасаясь с поверхностью, скапливается комьями. В начале струи она будет течь, как обыкновенная жидкость. Другой эксперимент - медленно засунуть руку в состав и резко сжать пальцы. Между ними образуется твердая прослойка.

Можно поместить кисть до запястья в суспензию и попытаться ее резко вытянуть. Существует огромная вероятность, что емкость с эмульсией поднимется вместе с рукой.

Использование характеристик неньютоновской жидкости в создании лизуна

Первая такая была создана в 1976 г. Она обрела огромную популярность благодаря своим необычным свойствам. Лизун был одновременно эластичным, текучим и обладал возможностью беспрестанно трансформироваться. Подобные качества сделали спрос на игрушку колоссальным среди и взрослых.

Зыбучие пески - неньютоновская жидкость пустыни

Они обладают в одночасье свойствами твердых и жидких тел благодаря необычной конфигурации песчинок. Находящийся под зыбучими песками поток воды взбивает рыхлый слой песчинок до того момента, пока масса забредшего на низ путника ни обрушивает структуру.

Песок перераспределяется и начинает засасывать человека. Попытки выбраться самостоятельно приводят к разрежению воздуха, с титанической силой тянущего ноги назад. Усилие, нужное для высвобождения конечностей в этом случае сравнимо с весом машины.

Плотность зыбучих песков больше плотности подземных вод. Но плыть в них нельзя. Из-за повышенной влажности песчинки образуют вязкую субстанцию.

Любая попытка двигаться вызывает мощное противодействие. Песчаная масса, перемещающаяся с низкой скоростью, не успевает заполнить полость, которая образуется за сдвинутым предметом. В ней образуется вакуум. В ответ на резкие движения суспензия твердеет. Передвижение в зыбучих песках является возможным только в том случае, когда оно осуществляется очень плавно и медленно.

Ньютоновской жидкостью является любое текучее вещество, имеющее постоянную вязкость, не зависимую от внешнего напряжения, которое на него воздействует. Одним из примеров является вода. У неньютоновских жидкостей вязкость изменятся и напрямую зависит от скорости движения.

Что такое ньютоновские жидкости?

Примерами ньютоновских жидкостей являются взвеси, суспензии, гели и коллоиды. Основной особенностью таких веществ есть то, что вязкость для них является константой и не меняется относительно скорости деформации.

Скорость деформации - это относительное напряжение, которое появляется у жидкости при ее движении. Большинство жидкостей - ньютоновские и к ним применимы уравнения Бернулли для ламинарных и турбулентных течений.

Скорость деформации

Чувствительные к сдвигу жидкости более текучи. Скорость сдвига или зазор между веществом и стенками сосуда, как правило, не очень влияют на этот параметр и ими можно пренебречь. Значение скорости деформации известно для всех материалов и является табличным значением.

В некоторых случаях оно, однако, может изменяться. Например, если жидкость представляет собой эмульсию, которую наносят на пленку для фотографии, то даже незначительные дефекты могут привести к появлению пятен, и конечный продукт не будет обладать необходимыми качествами.

Различные жидкости и их вязкости

В ньютоновских жидкостях, вязкость не зависит от скорости сдвига. Однако для некоторых из них, вязкость меняется в зависимости от времени. Это проявляется на изменении давления в резервуаре или трубе. Такие жидкости называются дилатантными или тиксотропными.

Для латентных жидкостей напряжение сдвига растет всегда, так как их вязкость и увеличение скорости сдвига взаимосвязаны. Для тиксотропных жидкостей эти параметры могут изменяться хаотически. Скорость деформации не может возрасти быстро с понижением вязкости. Поэтому скорость движения частиц вещества может увеличиться, уменьшиться или остаться прежней. Все зависит от типа жидкости. Однако скорость деформации имеет свойство уменьшаться. Это означает, что

Неньютоновская жидкость представляет собой субстанцию, плотность которой напрямую зависит от градиента скорости. Такое явление связано с тем, что жидкость состоит из крупных молекул, которые при отсутствии внешнего воздействия свободно плавают в воде (смесь остается жидкой). При появлении механического раздражителя расстояние между ними сокращается, и субстанция приобретает свойства твердых тел. Подобное поведение некоторых веществ также тесно связано со сложной пространственной структурой молекул.

Сделать неньютоновскую жидкость можно дома, не прилагая к этому особых усилий. Она отлично подойдет для игры с детьми или даже показа фокусов.

Как появилось данное понятие?

Впервые на особенности вязкости жидкостей обратил внимание Исаак Ньютон. Он отметил, что при уменьшении скорости тока жидкости ее сопротивление снижается. Эти данные легко проверить, если попытаться грести веслами быстро и медленно – последнее определенно проще. Работа Ньютона послужила началом изучению реологических свойств жидкостей, и тогда же были открыты специфические смеси из крупных молекул, которые не совсем подчиняются общепринятым законам. Их назвали неньютоновскими и стали активно изучать, в прочем, без особого толка.

Особенности приготовления

Для создания неньютоновской жидкости в домашних условиях следует взять холодную воду, крахмал (кукурузный или картофельный – не важно), глубокую посудину. Алгоритм приготовления:

Высыпайте крахмал в посудину (не бойтесь сыпать больше, чтобы получить достаточное количество субстанции);
Добавляйте туда воду и медленно помешивайте смесь;
Вода добавляется до тех пор, пока не получится масса, схожая с киселем;
Мешать лучше руками, а также можно добавить краситель для получения цветной субстанции;
Перемешивание нужно продолжать до образования однородной смеси.

Чтобы убедиться, что вы правильно смешали воду с крахмалом, рукой помешайте субстанцию, постепенно ускоряясь. Жидкость начнет затвердевать, а вы почувствуете, как сопротивление будет усиливаться с увеличением силы перемешивания. Как только рука остановится – смесь снова станет обычной жидкостью. После этого можно показывать фокус ребенку и играть с ним.

Неньютоновскую жидкость можно сделать с клеем ПВА и бурой, но тогда нужно пристально следить, чтобы дети не потянули интересную штуку в рот. Для этого понадобится два стакана с водой (один заполнен наполовину, другой на три четверти), стакан клея и столовая ложка буры. Клей добавляют в более полный стакан, а буру в заполненный до половины. Обе смеси тщательно размешивают и соединяют в одной посудине. Держать такую субстанцию лучше в холодильнике, ведь каждый раз готовить заново не очень удобно.

Как играть?

Разобравшись, как сделать дома неньютоновскую жидкость, возникает вопрос, что с нею делать. Дети могут сами убедиться в изменении ее свойств следующим образом:

Раскатывая шарик в руках, который будет ощущаться как твердое тело, но сразу же растечется после прекращения воздействия;
Разминая смесь в руках или выливая ее из одной посудины в другую (если лить с достаточной высоты, то в другой посудине она будет больше похожа на твердую глину);
Используя мощные колонки, на которые кладется пленка и выливается жидкость (если включить песню с достаточными вибрациями, то получатся так называемые «прыгающие червячки»).

В процессе тестирования жидкости, возьмите посудину поглубже и сделайте так называемый бассейн для игрушки. Если ребенок будет пытаться ею прыгать или бежать по поверхности, то она останется твердой. Но стоит остановиться, как игрушка утонет, будто в обычной воде.

Можно ли где-то использовать?

Несмотря на столь интересные свойства, неньютоновская жидкость не нашла своего практического применения. Ее характеристики настолько неустойчивы и трудно прогнозируемы, что даже в век развития технологий она годится только для игр с детьми.

Огромным достоинством жидкости является ее полная безопасность, поэтому родители могут играть даже с грудными детьми. Если малышу придет в голову попробовать необычную субстанцию, то вреда от этого не будет. Исключение составляют окрашенные жидкости, но если применять пищевые красители, то можно без опасений оставить ребенка одного с такой интересной игрой. Единственное: не удивляйтесь, если по возвращении застанете грязных ребенка, кухню и даже проходящего мимо кота.

Если стало скучно, и хочется чего-то нового и необычного - предлагаем Вам очень необычный способ развлечься - приготовить Неньютоновскую жидкость. Это вещество ведет себя очень хаотично, твердеет, стает жидким, поэтому, такое занятие может очень даже заинтересовать. Особенно интересно будет детям школьного возраста, такое занятие для них будет новым, привлекательным и приятным.

Как сделать Неньютоновскую жидкость своими руками?

Для изготовления нашей жидкости потребуется всего лишь вода и крахмал. Смешайте воду и крахмал в равном соотношении, и начните размешивать.

У нас получилась белая, жидкая масса, можем налить её на ладонь.

Она не поддается законам физики, то застывает, то растекается, в этом и заключается смысл Неньютоновской жидкостью.

Что делать с Неньютоновской жидкостью?

Такая жидкость не применяется почти нигде, служит для того - чтобы просто развлекать людей. С ней можно проводить интересные эксперименты, например:

Чем быстрее будете работать с массой, тем тверже она будет. Например, можно сказать её в трубочку или шарик. Она станет твердой.

Медленно опустим большой и указательный палец в жидкость, и резко сжимаем пальцы и поднимаем их немного доверху, таким образом, мы можем увидеть твердый комочек.

Если будете переливать эту жидкость из чашки в чашку, можно заметить, что сверху жидкость льется, а снизу уже застывает (чашки требуется держать подальше друг от друга).

Начнем с того, что ньютоновская жидкость — это субстанция, которая оказывает сопротивление при сильном воздействии на нее и выполняет функцию твердого тела, а при незначительном приобретает свойства жидкого тела. На самом деле правильное название — неньютоновская жидкость, так как она состоит из крупных молекул и имеет неоднородную структуру. Приготовить ее можно даже в домашних условиях. В том, как сделать ньютоновскую жидкость, попробуем сейчас разобраться.

Создание флаббера или «резинки для рук» (другие названия ньютоновской жидкости) — простое и великолепное развлечение для детей. Такие научные забавы способствуют развитию мелкой моторики ребенка и активизации познавательной деятельности.

Способы создания ньютоновской жидкости дома

Итак, есть несколько простых способов, чтобы сделать ньютоновскую жидкость:

Вам необходимо смешать крахмал и воду, причем вымешивать такую смесь нужно тщательно, добавляя при этом воду. Если будет мало воды, то такая субстанция долго остается в твердом состоянии, если вы добавляете много воды, то она очень быстро станет жидкой. Бывает и такое, что воды у вас слишком много в миске, тогда нужно подождать немного: крахмал осядет, излишки воды вы можете слить и затем добавить некоторое количество крахмала.

Из полученного материала попробуйте сделать шарик, причем, если вы скатываете его быстро, он становится тверже, если вы делаете это медленно, то он будет растекаться по руке.

Второй способ или «флаббер обыкновенный»

В отдельную миску налейте 3/4 стакана воды и один стакан клея ПВА, размешайте тщательно эти ингредиенты и приступайте к следующему этапу.

В другой миске вам необходимо смешать полстакана воды и 2 столовые ложки буры. Размешайте так, чтобы бура растворилась. Затем соедините два получившихся раствора и перемешайте.

Вы можете добавить краситель. После этого необходимо поместить полученную ньютоновскую жидкость в пакет, закрыть и размять. Полученную субстанцию можно хранить в таком виде.

Третий способ « умный пластилин»

Для данного способа вам понадобятся следующие компоненты: клей ПВА, тетрабарат натрия, пищевой краситель.

Берем миску, наливаем клей (примерно 100 грамм), добавляем краситель и смешиваем. Далее вам нужно добавить тетрабарат натрия и перемешивать до тех пор, пока не образуется плотная масса.

Четвертый способ «съедобная ньютоновская жидкость»

Берем кастрюлю, выливаем сгущенку, ставим на медленный огонь, добавляем ложку крахмала, продолжая медленно помешивать. Как только жидкость загустеет, вы сможете добавить пищевой краситель и снова все размешать. Оставьте полученную жидкость на окне для остывания. Будьте аккуратны, так как ньютоновская жидкость может оставлять пятна на одежде и других вещах.

Делаем из крахмала интереснейшую неньютоновскую жидкость

Каюсь, я надолго потерялась. Столько всего смешалось за эти несколько недель!

Выпускные у сына в детском саду, на танцах и на курсах английского.

Как я уже рассказывала, собираю сына в школу в нулевой класс. В одну школу не прошли по конкурсу, теперь будем пытаться устроить его в другую.

Постоянные болячки попеременно то я, то сын. Как назло, сыпятся на нас не переставая, устала уже от этого.

Небольшая плановая операция, которую вчера наконец-то сделали сыну, но подготовка к которой отняла у нас, его родителей, столько сил, что уже в итоге ничего не хотелось.

Опять подняла голову моя хандра пополам с кризисом среднего возраста – я уже думала, что он давно в прошлом. Оказалось, зря надеялась.

Опять все мечты и планы летят к чертям, потому что события меняются с невообразимой скоростью. Задумаешь что-то сделать завтра – а утром все встает с ног на голову и успеваешь только решать появившиеся из ниоткуда проблемы. Я уже даже боюсь что-то загадывать на предстоящий в июле десятидневный отпуск.

Опять на работе дикий завал. Сделаешь одно, не успеваешь вздохнуть с облегчением – с ясного синего неба падает другое.

Опять полностью сбитый график на работе из-за того, что постоянно появляются какие-то непредвиденные ситуации. Так что приходится работать то с первой смены, то со второй. В итоге, биологические часы сбиты напрочь.

Опять взаимонепонимание со старыми друзьями, которые то появляются, то исчезают, а ты сидишь, как дура, и ломаешь голову, что это было?

В общем, много всего, не хочу надоедать вам перечислением. Лучше подарю кусочек нашего лета в городском парке – березовая роща с лужайкой, заросшей чистотелом:

Ну а сегодня хочу рассказать вам про неньютоновскую жидкость, которую мы наконец-то сделали с сыном, когда в очередной раз пришлось сидеть дома, выздоравливать и искать, чем занять это непоседливое существо. Много слышала и читала про это интересное вещество, но почему-то боялась делать, мне казалось, что это очень сложно.

Оказывается, неньютоновская жидкость своими руками делается очень просто, и приготовить ее не составит никакого труда в домашних условиях.

Почему так называется? Думаю, это лучше спросить у физиков, так как это все-таки больше физический опыт, чем химический, но рискну предположить, что все дело в свойствах. Обычная жидкость, подчиняющаяся классическим законам физики, сформулированным Ньютоном, ведет себя так, как мы привыкли.

Представьте себе воду. Она течет, ее можно перелить из сосуда в сосуд, можно топнуть по ней ногой, подняв тучи брызг, можно брызгаться ею, плескать во все стороны – и она будет оставаться неизменной по своим физическим свойствам, всегда будет жидкой, текучей. Таких примеров много – молоко, бензин, ацетон и т.д.

Что такое неньютоновская жидкость? Это вещество, которое ведет себя совершенно неожиданно при оказании на него силового воздействия. Например, в спокойном состоянии это – податливое текучее вещество, которое можно разлить на столе, образовав обычную ничем не примечательную лужицу.

Но если вы захотите ударить по этой лужице кулаком или, еще лучше, молотком, то столкнетесь с неожиданным сопротивлением – мягкая лужица неожиданно станет твердой и может даже разлететься на осколки. То есть превращается в твердое тело.

Свойства такого раствора связаны с вязкостью, а точнее, с ее изменением под внешним воздействием. Пока вы не прикладываете никакой силы к этому раствору и не пытаетесь подвергнуть его какой-либо деформации, то в ваших руках будет послушная жидкость. Как только вы применили силу, то есть изменили внешнее воздействие, то мгновенно изменилась и вязкость. Причем, чем выше скорость, то есть чем быстрее вы приложили внешнее воздействие, тем сильнее изменится вязкость.

Возможно, я не очень грамотно объясняю? Физики, ау, откликнитесь, так это или не так?

Самый распространенный пример такого вещества – крахмал, смешанный с водой. Как сделать из него самостоятельно эту интересную жидкость? Те рецепты и пропорции, которые мне попадались, я, честно скажу, не соблюдала. Все делалось «на глазок», но получилось настолько интересно, что мы с сыном провели почти весь вечер на кухне, играя с полученным веществом, устряпав стол, стены, пол и даже немного потолок. Но оно того стоило. Радости было у обоих – хоть отбавляй!

Я купила на рынке весовой кукурузный крахмал. Даже не могу сказать, кто его производитель, так как это был обычный полиэтиленовый мешок без всяких опознавательных знаков. Стоит 1 кг у нас 380 тенге, это приблизительно 70 российских рублей.

Высыпала его в миску и начала постепенно добавлять воду, сразу же перемешивая. На каком-то этапе почувствовала, что ложка начинает проворачиваться с трудом в этом своеобразном «тесте», будто в застывающем цементе.

Отложила ложку и начала пробовать руками – если медленно погружаешь руку в раствор, она спокойно опускается до дна тарелки. Если резко бьешь ладонью по поверхности раствора, то кажется, будто стучишь по чему-то твердому, а рука остается при этом сухой и чистой.

Говорят, что вместо кукурузного, можно использовать и картофельный крахмал. Вполне допускаю, но из своего опыта ничего сказать не могу, так как пробовала только на кукурузном. Думаю, что это неважно, так как, по сути, состав одинаковый, в любом случае получается раствор полимера (крахмал – это природный полимер), то есть крупных молекул, которые соединяются между собой в самых разных положениях, что и обуславливает такие интересные свойства у получившегося раствора.

Вот мы и делали весь вечер самые разные эксперименты с сыном. Очень интересные тактильные ощущения, не менее забавные, чем с тем же гидрогелем.

Опускали в раствор руки, ложки, вилки. Резко ударяли по раствору, переливали его медленно и быстро. Если во время переливания подставить руку под струю, то текущая струя мгновенно затвердевает, попадая на пальцы.

Потом я вспомнила, что когда-то сохраняла статью о том, как приготовить домашний кинетический песок, там тоже был нужен кукурузный крахмал. Почему бы не попробовать, раз уж начали свинячить на кухне? У меня как раз был чистый, просеянный песок, который я когда-то готовила для опытов с «химическими змеями».

Всего-то нужно смешать песок, крахмал и воду. Смешали – получилась фигня. Совершенно не кинетический песок, но обалденно удобный вариант неньютоновской жидкости, которая не пачкает руки и, тем не менее, не теряет своих необычных свойств.

Ее можно перемешивать, переливать, скатывать в колобки, с силой бросать на стол, бить по ней руками. Например, можно скатывать колбаской – пока катаешь в руках, она твердая, как только перестаешь раскатывать, она тут же прямо на ладони превращается в лужицу.

В общем, наигрались мы здорово, от души, с большим удовольствием. Даже не жалко было потом тратить время на отмывание кухни – слишком много было радости и хороших эмоций. Так что, если вы не делали до сих пор такой опыт, то попробуйте, не пожалеете.

Ну а я прощаюсь с вами, мои читатели… Не знаю, надолго ли. Скорее всего, летом статей будет гораздо меньше. Постараюсь «выходить в эфир» хотя бы раз в неделю, но не знаю, что из этого получится. Как я уже говорила, слишком непредсказуемо у меня идут события. И не могу понять из-за чего.

Всем хорошего лета и не хандрить!