Assottigliamento per taglio (pseudoplasticità)
L'assottigliamento al taglio, o pseudoplasticità, è un fenomeno di non newtoniano in cui il comportamento di un fluido viscosità decreases with an increasing rate of sforzo di taglio. Many common substances, like ketchup or paint, exhibit this property. At rest, they are thick, but they flow more easily when shaken, stirred, or spread. This is often modeled by the Ostwald–de Waele power-law relationship.
Il comportamento di assottigliamento al taglio è tipicamente causato dall'allineamento della struttura interna del fluido sotto il taglio. Nelle soluzioni polimeriche, ad esempio, le molecole a catena lunga sono arrotolate e aggrovigliate in modo casuale a riposo, con conseguente alta viscosità. Quando si applica il taglio, queste catene iniziano a districarsi e ad allinearsi nella direzione del flusso. Questo allineamento riduce le interazioni e l'attrito tra le molecole, causando una diminuzione della viscosità apparente. Più il fluido viene sottoposto a taglio, più le molecole si allineano e più la viscosità diminuisce, fino a raggiungere potenzialmente un plateau inferiore.
Questa proprietà è altamente desiderabile in molte applicazioni. Ad esempio, la vernice deve essere sufficientemente densa nel barattolo da impedire ai pigmenti di depositarsi e di gocciolare dal pennello (basso taglio), ma deve anche scorrere facilmente quando applicata su una superficie (alto taglio). Allo stesso modo, gli inchiostri da stampa devono scorrere dalla macchina da stampa sulla carta, ma poi rimanere in posizione senza sbavature. Nell'industria alimentare, prodotti come yogurt e panna sono progettati per essere densi in bocca (basso taglio), ma facili da deglutire (alto taglio). L'opposto dello shear-thickening è lo shear-thickening, in cui la viscosità aumenta con la velocità di taglio.
UNESCO Nomenclature: 2210
- Meccanica
Precursori
- Osservazione della viscosità anomala nei colloidi e nelle soluzioni polimeriche
- Sviluppo di viscosimetri in grado di misurare la viscosità a diverse velocità di taglio
- La legge di Newton sulla viscosità come punto di riferimento per il confronto
Applicazioni
- vernici che sono dense nella lattina ma si stendono facilmente con un pennello
- ketchup che scorre facilmente dalla bottiglia quando viene agitato
- smalto per unghie che si applica facilmente ma rimane sull'unghia
- circolazione sanguigna, poiché il sangue è un fluido che si assottiglia
- fanghi di perforazione facilmente pompabili ma che possono sospendere i tagli di roccia a riposo
Idee e potenziali innovazioni
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Correlato a: shear-thinning, pseudoplastico, viscosità, reologia, soluzioni polimeriche, ketchup, vernice, fluido power-law.