Θιξοτροπία
Η θιξοτροπία είναι η ιδιότητα ορισμένων πηκτωμάτων ή ρευστών που είναι παχύρρευστα (παχύρρευστα) υπό κανονικές συνθήκες, αλλά ρέουν (γίνονται λεπτόρρευστα, λιγότερο παχύρρευστα) όταν ανακινείται, αναδεύεται ή υφίσταται άλλη πίεση.
Σε πιο τεχνική γλώσσα: ορισμένα μη-νευτωνιανά ρευστά παρουσιάζουν μεταβολή του ιξώδους- όσο περισσότερο χρόνο το ρευστό υφίσταται διατμητική τάση, τόσο μειώνεται το ιξώδες του. Ένα θιξοτροπικό ρευστό είναι ένα ρευστό το οποίο χρειάζεται πεπερασμένο χρόνο για να αποκτήσει ιξώδες ισορροπίας όταν υποβάλλεται σε βηματική μεταβολή του ρυθμού διάτμησης. Πολλά πηκτώματα και κολλοειδή είναι θιξοτροπικά υλικά, τα οποία παρουσιάζουν μια σταθερή μορφή σε κατάσταση ηρεμίας αλλά γίνονται ρευστά όταν αναδεύονται.
Ορισμένα ρευστά είναι αντι-θιξοτροπικά: η σταθερή διατμητική τάση για κάποιο χρονικό διάστημα προκαλεί αύξηση του ιξώδους ή ακόμη και στερεοποίηση. Η σταθερή διατμητική τάση μπορεί να εφαρμοστεί με ανακίνηση ή ανάμιξη. Είναι πολύ λιγότερο συχνές.
Φυσικά παραδείγματα
Είναι μια συνηθισμένη εμπειρία να περπατά κανείς πάνω στην άμμο, η οποία κατά τόπους υγροποιείται καθώς περπατάει πάνω της. Αυτό είναι μια θιξοτροπική αντίδραση στην πίεση. Σε ακραίες περιπτώσεις, μια κινούμενη άμμος μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο για τον άνθρωπο και τα ζώα.
Ορισμένες άργιλοι είναι θιξοτροπικές και η συμπεριφορά τους έχει μεγάλη σημασία στη δομική και γεωτεχνική μηχανική. Οι κατολισθήσεις, όπως αυτές που είναι συχνές στους βράχους γύρω από το Lyme Regis, στο Dorset και στην καταστροφή του Aberfan στην Ουαλία, αποτελούν απόδειξη αυτού του γεγονότος. Παρομοίως, ένα λαχάρι είναι μια μάζα γης που υγροποιείται από ένα ηφαιστειακό γεγονός, η οποία στερεοποιείται γρήγορα μόλις ηρεμήσει.
Οι λάσπες γεωτρήσεων που χρησιμοποιούνται σε γεωτεχνικές εφαρμογές μπορεί να είναι θιξοτροπικές. Το μέλι από μέλισσες μπορεί επίσης να παρουσιάζει αυτή την ιδιότητα υπό ορισμένες συνθήκες (μέλι Heather).
Ένα άλλο παράδειγμα θιξοτροπικού υγρού είναι το αρθρικό υγρό που βρίσκεται στις αρθρώσεις μεταξύ ορισμένων οστών.
Ορισμένες αργιλικές αποθέσεις που βρέθηκαν κατά τη διαδικασία εξερεύνησης σπηλαίων παρουσιάζουν θιξοτροπισμό: ένα αρχικά στερεό, φαινομενικά λασπώδες στρώμα θα μετατραπεί σε σούπα και θα αποδώσει υγρασία όταν σκαφτεί ή διαταραχθεί με άλλο τρόπο. Οι άργιλοι αυτοί αποτέθηκαν στο παρελθόν από ρεύματα χαμηλής ταχύτητας, τα οποία τείνουν να αποθέτουν λεπτόκοκκα ιζήματα.
Αυτές οι ιδιότητες χρησιμοποιούνται συχνά σε εμπορικά προϊόντα που εφαρμόζονται σε επιφάνειες, όπως η βαφή ή η οδοντόκρεμα. Με το χρώμα, η ρευστότητα εξαφανίζεται γρήγορα και η επιφάνεια σταθεροποιείται μόνιμα καθώς το νερό (ή το λάδι) εξατμίζεται.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η θιξοτροπία;
A: Η θιξοτροπία είναι η ιδιότητα ορισμένων πηκτωμάτων ή ρευστών που είναι ιξώδη υπό κανονικές συνθήκες αλλά ρέουν όταν ανακινείται ή αναδεύεται.
Ερ: Τι είναι τα μη-νευτωνιανά ρευστά;
Α: Τα μη-νευτωνιανά ρευστά είναι ρευστά που παρουσιάζουν μεταβολή στο ιξώδες. Όσο περισσότερο χρόνο το ρευστό υφίσταται διατμητική τάση, τόσο μειώνεται το ιξώδες του.
Ερ: Τι είναι το θιξοτροπικό ρευστό;
Α: Ένα θιξοτροπικό ρευστό είναι ένα ρευστό που χρειάζεται πεπερασμένο χρόνο για να αποκτήσει ιξώδες ισορροπίας όταν εισάγεται σε μια βηματική αλλαγή του ρυθμού διάτμησης.
Ερ: Ποια υλικά αποτελούν παραδείγματα θιξοτροπικών υλικών;
Α: Πολλά πηκτώματα και κολλοειδή αποτελούν παραδείγματα θιξοτροπικών υλικών, τα οποία παρουσιάζουν μια σταθερή μορφή σε κατάσταση ηρεμίας αλλά γίνονται ρευστά όταν αναδεύονται.
Ερ: Ποια είναι τα αντι-θειξοτροπικά ρευστά;
Α: Τα αντι-θειξοτροπικά ρευστά είναι ρευστά που παρουσιάζουν αύξηση του ιξώδους ή ακόμη και στερεοποίηση όταν εφαρμόζεται σταθερή διατμητική τάση.
Ερ: Πώς μπορεί να εφαρμοστεί σταθερή διατμητική τάση σε ένα ρευστό;
Α: Σταθερή διατμητική τάση μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα ρευστό με ανακίνηση ή ανάμιξη.
Ερ: Είναι κοινά τα αντι-θειξοτροπικά ρευστά;
Α: Όχι, τα αντι-θιξοτροπικά ρευστά είναι πολύ λιγότερο συνηθισμένα από τα θιξοτροπικά ρευστά.
