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Afinamento por cisalhamento (pseudoplasticidade)

1925
  • Wilhelm Ostwald
Demonstração do comportamento de diluição por cisalhamento em um laboratório com ketchup.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O adelgaçamento por cisalhamento, ou pseudoplasticidade, é uma não-newtoniano comportamento onde um fluido viscosidade decreases with an increasing rate of tensão de cisalhamentoMuitas substâncias comuns, como ketchup ou tinta, exibem essa propriedade. Em repouso, são espessas, mas fluem com mais facilidade quando agitadas, mexidas ou espalhadas. Isso geralmente é modelado pela relação de lei de potência de Ostwald-de Waele.

O comportamento pseudoplástico é tipicamente causado pelo alinhamento da estrutura interna do fluido sob cisalhamento. Em soluções de polímeros, por exemplo, moléculas de cadeia longa estão aleatoriamente enroladas e emaranhadas em repouso, resultando em alta viscosidade. Quando o cisalhamento é aplicado, essas cadeias começam a se desenrolar e se alinhar na direção do fluxo. Esse alinhamento reduz as interações e o atrito entre as moléculas, causando uma diminuição na viscosidade aparente. Quanto maior o cisalhamento do fluido, mais alinhadas as moléculas ficam e menor a viscosidade, até que potencialmente atinja um patamar inferior.

This property is highly desirable in many applications. For example, paint should be thick enough in the can to prevent pigments from settling and to avoid dripping from the brush (low shear), but it must flow easily when brushed onto a surface (high shear). Similarly, printing inks need to flow from the printing press onto the paper but then stay put without smudging. In the food industry, products like yogurt and cream are designed to feel thick in the mouth (low shear) but be easy to swallow (higher shear). The opposite of shear-thinning is shear-thickening, where viscosity increases with shear rate.

UNESCO Nomenclature: 2210
Mecânica

Tipo

Propriedade física

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Observação de viscosidade anômala em coloides e soluções de polímeros
  • Desenvolvimento de viscosímetros capazes de medir a viscosidade em diferentes taxas de cisalhamento.
  • A lei da viscosidade de Newton como base de comparação.

Aplicações

  • Tintas que são espessas na lata, mas se espalham facilmente com um pincel.
  • Ketchup que flui facilmente da garrafa ao ser agitado.
  • Esmalte que desliza suavemente e permanece nas unhas.
  • circulação sanguínea, já que o sangue é um fluido pseudoplástico.
  • Fluidos de perfuração que são facilmente bombeados, mas que podem manter fragmentos de rocha em suspensão mesmo em repouso.

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: comportamento pseudoplástico, tixotropia, viscosidade, reologia, soluções de polímeros, ketchup, tinta, fluido de lei de potência.

Contexto histórico

Afinamento por cisalhamento (pseudoplasticidade)

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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