رازهای زندگی: راه رفتن روی آب

پیش از هر کاری بهتر است کمی دانش فیزیک شما را تقویت کنیم و آن چیزیهایی که یادتان رفته را به یادتان بیاوریم. فیزیک دبیرستان که یادتان هست؟ نیروی چسبندگی؟

نیروی بین مولکولی چسبندگی نیرویی است که سبب می‌شود یک ماده جامد، مایع یا گاز باشد. گازها کمترین نیروی چسبندگی بین مولکولی را دارند و جامدات بیشترین نیرو را. به همین دلیل شما نمی‌توانید پایتان را در چوب فرو کنید اما در آب می‌توانید.

اسحاق نیوتن، دانشمند انگلیسی، که در قرن 17 میلادی زندگی می‌کرد متوجه نیروی بین مولکولی شد و برای آن فرمولی به دست آورد که می‌شد بسته به جنس ماده، نیروی بین مولکولی آن را محاسبه کرد.

بخش زیادی از مایعات موجود در جهان رفتار بین مولکولی همانند آنچه نیوتن توصیف کرده و در فرمول آورده است از خود نشان می‌دهند. با این حال تعدادی از مواد هم از این قاعده مستثنی هستند. به این مواد، سیالات غیرنیوتنی می‌گویند.

در سیالات غیرنیوتنی نیروی بین مولکولی بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی است که نیوتن توصیف کرده است. با نیروی بین مولکولی می‌توان رفتار مواد را پیش‌بینی کرد اما در مورد سیالات غیرنیوتنی هیچ پیش‌بینی معنا ندارد.

در حقیقت سیال غیرنیوتنی سیالی است که نیروی چسبندگی آن تغییر می‌کند و تقریبا می‌توان گفت چسبندگی در این سیالات را نمی‌توان تعریف کرد.

یکی از راه‌های کم‌هزینه تولید یک ماده غیرنیوتنی، استفاده از آرد ذرت است. آرد ذرت را بک یک فنجان آب اضافه کنید و آن را به آرامی هم بزنید. بعد از مدتی یک مایع کرم مانندی با رنگ روشن به دست می‌آید.

حال برای اینکه این ماده را آزمایش کنید می‌توانید از راه‌های زیر استفاده کنید:

اگر روی سطح سیال با انگشتتان ضربه بزنید یا به طور ناگهانی ظرف را وارونه کنید، عکس‌العمل سیال درون ظرف بیشتر مانند جامدات است تا مایعات.

رفتارهای مهربانانه‌تر مانند این که به آرامی قاشقی را در سیال فرو کنید، باعث می‌شود رفتار سیال شبیه مایعات باشد.

اگر بخواهید قاشق را به تندی از مایع خارج کنید، باز هم مایع حالت جامد به خود می‌گیرد.

بازی جالب‌تری که می‌توانید با این سیال انجام دهید، راه رفتن روی آن است. چون بخشی از این سیال را آب تشکیل می‌دهد، پس پر بیراه نیست که بگوییم شما با این روش دارید روی آب راه می‌روید.

با درست کردن حجم بیشتری از این سیال و ریختن آن درون یک تشت می‌توانید راه رفتن روی یک مایع را تجربه کنید. کافی است از روی آن رد شوید. فقط یادتان باشد که با سرعت از روی آن رد شوید تا سیال حالت جامد به خود بگیرد.

به جز راه رفتن روی آن، سیال غیرنیوتنی کاربردهای دیگری هم دارد. یکی از این کاربردها در تهیه لباس‌های ضد گلوله است. دانشمندان در تلاشند با کمک این مواد لباس ضد گلوله بسازند، زیرا سیالات غیرنیوتنی انرژی گلوله را به راحتی جذب می‌کنند و از طرف دیگر قابل انعطاف هستند و مانع از حرکت بدن نمی‌شوند.