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शियर-थिकनिंग (डाइलेटेंसी)

1885
  • Osborne Reynolds
Researcher demonstrating shear-thickening behavior of cornstarch-water mixture in mechanics.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

शियर-थिकनिंग, या फैलाव, एक गैर न्यूटोनियन व्यवहार जहां श्यानता अपरूपण तनाव की दर बढ़ने के साथ इसका मान भी बढ़ता है। इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण पानी में कॉर्नस्टार्च का निलंबन (ऊबलेक) है, जो धीरे-धीरे हिलाने पर तरल प्रतीत होता है, लेकिन तेज गति से हिलाने या प्रहार करने पर लगभग ठोस हो जाता है। यह घटना उच्च अपरूपण के तहत निलंबित कणों के फंसने के कारण होती है।

सांद्रित निलंबनों में अपरूपण-गाढ़ापन के पीछे की क्रियाविधि को अक्सर जलसमूहीकरण और अवरोधन से जोड़ा जाता है। कम अपरूपण दर पर, निलंबित कण आसपास के तरल द्वारा चिकनाई युक्त होते हैं और अपेक्षाकृत आसानी से एक दूसरे के ऊपर से गुजर सकते हैं। जैसे-जैसे अपरूपण दर बढ़ती है, कण एक दूसरे के करीब आने के लिए मजबूर हो जाते हैं। उनके बीच तरल की चिकनाई वाली परत पतली हो जाती है, और मजबूत, अल्प-श्रेणी के जलगतिकीय बल कणों को क्षणिक समूह, या 'जलसमूह' बनाने के लिए प्रेरित करते हैं।

At a critical shear rate, these hydroclusters can percolate across the system, forming a rigid, stress-bearing network that spans the fluid. This transition from a flowing state to a jammed, solid-like state is what causes the dramatic increase in श्यानता. This process is reversible; when the high अपरूपण तनाव is removed, the particle network breaks apart, and the material returns to its fluid state. This property is exploited in technologies like liquid body armor, where a flexible material containing a shear-thickening fluid instantly becomes rigid upon the high-speed impact of a projectile, dissipating the energy and protecting the wearer.

UNESCO Nomenclature: 2210
– मैकेनिक्स

Type

स्थूल संपत्ति

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

विशिष्ट/विशेषज्ञ

शगुन

  • ओसबोर्न द्वारा गीली रेत के व्यवहार का अवलोकन रेनॉल्ड्स
  • सांद्रित कोलाइडल निलंबनों का अध्ययन
  • उच्च-अपरूपण घटनाओं के अध्ययन के लिए रियोमीटरों का विकास

आवेदन

  • तरल बॉडी आर्मर (जैसे, डी3ओ) जो प्रभाव पड़ने पर कठोर हो जाता है
  • ट्रैक्शन कंट्रोल सिस्टम जहां डिफरेंशियल को लॉक करने के लिए द्रव गाढ़ा हो जाता है
  • गड्ढे भरने वाली सामग्रियां जो दरारों में बह जाती हैं लेकिन यातायात के दबाव में सख्त हो जाती हैं
  • खेलों के लिए सुरक्षात्मक उपकरण
  • इमारतों के लिए भूकंपरोधी उपकरण

पेटेंट:

  • US7226878B2
  • US7381467B2

संभावित नवाचार विचार

  • अनुकूली खेल जूतों के तलवे जो बेहतर समर्थन के लिए प्रभाव पड़ने पर सख्त हो जाते हैं
  • स्मार्ट रोड बंप जो कम गति पर नरम होते हैं लेकिन उच्च गति पर कठोर होते हैं।
  • इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए सुरक्षात्मक आवरण जो लचीले होते हैं लेकिन गिरने पर कठोर हो जाते हैं
  • बच्चों के लिए सुरक्षित ऐसी सामग्री से बनी जो छूने में मुलायम हो लेकिन अचानक लगने वाले झटकों का सामना कर सके।
  • पुनः प्रयोज्य ढलाई के सांचे जो डालने के लिए तरल अवस्था में होते हैं लेकिन संभालने के लिए ठोस हो जाते हैं
  • ध्वनि-अवरोधक पैनल जो तेज, अचानक होने वाली आवाजों को अवशोषित करने के लिए कठोर हो जाते हैं
  • ऐसे बुद्धिमान कंक्रीट मिश्रण जो तीव्र भूकंपीय अपरूपण बलों का प्रतिरोध करते हैं
  • नाजुक वस्तुओं को संभालने के लिए दस्ताने जो पकड़ का दबाव बहुत अधिक होने पर सख्त हो जाते हैं
संबंधित विषय: शियर-थिकनिंग, डाइलैटेंट, ओब्लैक, कॉर्नस्टार्च, विस्कोसिटी, रियोलॉजी, लिक्विड बॉडी आर्मर, जैमिंग।

ऐतिहासिक संदर्भ

शियर-थिकनिंग (डाइलेटेंसी)

1880
1882-01-01
1884
1885
1887
1889
1890
1880
1882-01-01
1883
1884
1887
1888
1889
1890

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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