Alors que les fluides newtoniens comme l'eau et l'air suivent une relation simple entre le stress et la vitesse de déformation, les liquides non newtoniens présentent un comportement plus complexe. L'étude de ces fluides uniques plonge dans leurs propriétés et applications fascinantes dans divers domaines.
Qu'est-ce qui les rend "non newtoniens"?
Les liquides non newtoniens défient la relation linéaire qui définit les fluides newtoniens. Leur viscosité (résistance à l'écoulement) change en fonction de facteurs comme:
* Taux de cisaillement: La vitesse à laquelle un fluide est déformé sous le stress.
* Température: Certains liquides deviennent moins visqueux lorsqu'ils chauffent, d'autres deviennent plus visqueux.
* temps: Certains fluides présentent une viscosité dépendante du temps, changeant avec le temps sous une contrainte constante.
Types de liquides non newtoniens:
1. Fluides de midage de cisaillement: Devenez moins visqueux à des taux de cisaillement plus élevés (par exemple, ketchup, peinture).
2. Fluides d'épaissage du cisaillement: Devenez plus visqueux à des taux de cisaillement plus élevés (par exemple, la fécule de maïs et le mélange d'eau, le sable mouvant).
3. Fluides viscoélastiques: Présentent des propriétés visqueuses et élastiques, ce qui signifie qu'elles peuvent stocker l'énergie comme un solide et un déform comme un liquide (par exemple, miel, mastic idiot).
4. Fluides thixotropes: Devenez moins visqueux au fil du temps sous une contrainte constante (par exemple, le yaourt).
5. Fluides rhéopectiques: Devenez plus visqueux au fil du temps sous un stress constant (par exemple, certaines peintures).
Pourquoi étudier les liquides non newtoniens?
Comprendre ces complexités est crucial pour diverses raisons:
* Applications industrielles: Les liquides non newtoniens jouent un rôle dans diverses industries:
* nourriture: Ketchup, mayonnaise, yaourt, etc.
* cosmétiques: Crèmes, lotions, shampooings, etc.
* Fabrication: Inscriptions d'impression, peintures, adhésifs, etc.
* Ingénierie: Fluides de forage d'huile, liquides hydrauliques, etc.
* Applications biomédicales: Comprendre la circulation sanguine, concevoir des articulations artificielles et rechercher des biomatériaux.
* Recherche et développement: L'étude du comportement de ces fluides fournit des informations précieuses sur leurs propriétés uniques et leurs applications potentielles.
Concepts et techniques clés:
* rhéologie: L'étude de l'écoulement et de la déformation de la matière.
* Mesures de viscosité: Utiliser des instruments comme les rhéomètres pour déterminer la viscosité des liquides non newtoniens dans différentes conditions.
* Modélisation: Développer des modèles mathématiques pour prédire le comportement de ces fluides dans divers scénarios.
L'avenir des fluides non newtoniens:
À mesure que la recherche progresse, les scientifiques explorent les possibilités de ces liquides:
* Matériaux avancés: Concevoir des matériaux avec des propriétés rhéologiques réglables pour diverses applications.
* Biomimétisme: Apprendre des fluides biologiques et mettre en œuvre leurs propriétés dans les systèmes artificiels.
* énergie et durabilité: Développer de nouveaux liquides pour le stockage d'énergie et le transport efficace.
L'étude des liquides non newtoniens est un domaine dynamique en constante évolution avec de nouvelles découvertes et des applications innovantes. C'est un domaine plein de solutions potentielles et prometteuses pour divers défis dans différentes disciplines.
