Учёные заставили прыгать ньютоновскую жидкость

Парадоксальное поведение неньютоновских жидкостей вызывает особый интерес учёных. Однако Мэтью Трэшер (Matthew Thrasher) и его коллеги из университета Техаса в Остине (University of Texas at Austin) обнаружили, что не только неньютоновские, но и обычные жидкости могут проявлять некоторые неожиданные и зрелищные свойства.







Парадоксальное поведение неньютоновских жидкостей вызывает особый интерес учёных. В последние годы значительно увеличилось число исследований реологических характеристик различных гидравлических систем, однако, последовательного и строгого изучения этого процесса с точки зрения механики многофазных сред не производилось. Например, авторы, занимающиеся военными разработками, предлагают использовать неньютоновские жидкости для защиты от механических ударов. Однако изучение процесса истечения неньютоновских жидкостей на свободную поверхность является весьма трудоёмкой задачей как с точки зрения полноты понимания всех физико-химических процессов сопровождающих такое движение, так и с точки зрения математического описания этого явления.

В 1963 году ученый Артур Кайе проводил эксперименты со смесями органических жидкостей и обнаружил, что струя жидкости, падающая на горизонтальную поверхность той же жидкости, вела себя крайне необычно. Она то погружалась, то вырывалась на поверхность, словно отскакивала от чего-то внутри слоя жидкости.

Это явление назвали эффектом Кайе, ранее оно наблюдалось только в опытах с не-ньютоновскими жидкостями (жидкости, меняющие вязкость в зависимости от скорости, яркий пример – плазма крови человека) . Однако, не так давно выяснилось, что эффект Кайе наблюдается и с обычными жидкостями. Мэтью Трэшер из университета Техаса увидел похожее явление в опытах с силиконовым маслом. Мало того – ему удалось наблюдать множественные отскоки струи. Ученые объясняют такое поведение струи образованием тонкого слоя воздуха между поверхностями жидкости. Из-за этого жидкость начинает вести себя как не-ньютоновская, словно плотность ее менялась в зависимости от скорости. Ученые пишут, что эксперимент можно провести на кухне с любым жидким маслом. В сети недавно появился ролик, демонстрирующий эффект Кайе с обычным шампунем. Тонкая струйка шампуня льется на поверхность из точно такого же шампуня с расстояния в 20 см, образуя необычные отскоки и линии.