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전단 박화(의사소성)

1925
  • Wilhelm Ostwald
Demonstration of shear-thinning behavior in a laboratory with ketchup.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

전단 박화 또는 의사소성은 다음과 같습니다. 비뉴턴 유체 유체의 행동 점도 decreases with an increasing rate of shear stress. 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.

Shear-thinning behavior is typically caused by the alignment of the fluid’s internal structure under shear. In polymer solutions, for instance, long-chain molecules are randomly coiled and entangled at rest, leading to high 점도. When shear is applied, these chains begin to untangle and align in the direction of flow. This alignment reduces the interactions and friction between the molecules, causing a decrease in the apparent viscosity. The more the fluid is sheared, the more aligned the molecules become, and the lower the viscosity gets, until it potentially reaches a lower plateau.

이러한 특성은 많은 응용 분야에서 매우 바람직합니다. 예를 들어, 페인트는 캔 안에서 안료가 침전되는 것을 방지하고 붓에서 흘러내리지 않도록 충분히 걸쭉해야 하지만(낮은 전단력), 표면에 붓으로 칠할 때는 쉽게 흘러야 합니다(높은 전단력). 마찬가지로, 인쇄 잉크는 인쇄기에서 종이로 잘 흘러야 하지만 번지지 않고 제자리에 고정되어야 합니다. 식품 산업에서는 요구르트나 크림과 같은 제품이 입안에서 걸쭉한 느낌(낮은 전단력)을 주면서도 쉽게 삼킬 수 있도록(높은 전단력) 설계되었습니다. 전단 박화의 반대는 다음과 같습니다. 전단 농화점도는 전단 속도에 따라 증가합니다.

UNESCO Nomenclature: 2210
역학

유형

물리적 속성

분열

상당한

용법

널리 사용됨

전구체

  • 콜로이드 및 고분자 용액에서 나타나는 이상 점도 관찰
  • 다양한 전단 속도에서 점도를 측정할 수 있는 점도계 개발
  • 비교 기준으로 뉴턴의 점성 법칙을 사용함

응용 프로그램

  • 캔 안에서는 걸쭉하지만 붓으로 쉽게 펴 발라지는 페인트
  • 흔들었을 때 병에서 쉽게 흘러나오는 케첩
  • 부드럽게 발리면서도 손톱에 오래 지속되는 매니큐어
  • 혈액은 전단 박화 유체이므로 혈액 순환에 영향을 미칩니다.
  • 펌핑은 용이하지만 정지 상태에서는 암석 조각을 부유시킬 수 있는 시추 진흙

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

  • self-leveling floor compounds that flow easily when poured but set quickly
  • sprayable coatings for electronics that are thin during application but form a thick protective layer
  • advanced firefighting foams that can be pumped easily but cling to vertical surfaces
  • cosmetic creams that spread effortlessly on the skin but feel rich and thick
  • injectable hydrogels for tissue engineering that flow through a needle but solidify in place
  • lubricants for high-speed machinery that thin out to reduce friction during operation
  • smart adhesives that are easy to apply but have high holding strength
  • culinary foams that are stable but have a light mouthfeel
관련 용어: 전단박화, 의사소성, 점도, 유변학, 고분자 용액, 케첩, 페인트, 멱법칙 유체.

역사적 맥락

전단 박화(의사소성)

1921
1922
1924
1925
1926
1926
1927
1920
1921
1924
1924
1925
1926
1927
1927

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

10년차 기념일

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