"Oobleck" är en märklig vätska gjord av lika delar majsstärkelse och vatten. Det flyter som mjölk när det rörs försiktigt, men blir stenhård när den drabbas i hög hastighet. Detta fascinerande fenomen, känd som skjuvförtjockning, resulterar i spektakulära demonstrationer som att springa på en pool av Oobleck utan att dyka ner i den, så länge löparen inte stannar.

Forskare från Aix-Marseille University i Frankrike har nu studerat de regelbundna och framträdande ytvågorna som bildas när en Oobleck strömmar nerför en lutande sluttning (se figur 1). Liknande vågor kan observeras på rännor och fönster under regniga dagar. Dock, forskarna noterade kvalitativa skillnader med vattenvågor; vågor i Oobleck växer och mättas mycket snabbare. För att avslöja ursprunget till Oobleck-vågorna, de utförde noggranna experiment med en blandning av majsstärkelse och vatten nerför ett lutande plan.

Forskarna mätte början av vågens utseende och deras hastighet med hjälp av kontrollerad störning av flödet och laserdetektering för att uppskatta vätskans filmtjocklek. Dessa experiment visade att för koncentrerad Oobleck, början av destabilisering är annorlunda för destabilisering i en newtonsk vätska som vatten. Denna överraskande observation fick teamet att leta efter ett scenario för att förklara deras bildande. Deras resultat presenteras i en artikel som publicerades den 18 december i Kommunikationsfysik . I den här artikeln, de drar slutsatsen att för Oobleck, vågor uppstår inte från effekten av tröghet, vad gäller vatten, men från Ooblecks specifika flytande egenskaper.

Under påverkan, som framgår av nyare studier, Oobleck övergår plötsligt från flytande till fast form på grund av aktiveringen av friktionskontakter mellan stärkelsepartiklarna. När du rinner nerför en sluttning, denna spridning av friktionskontakter leder till ett mycket märkligt beteende:Fjädringens flödeshastighet minskade när den pålagda påfrestningen ökade - som att trampa på gaspedalen och få en bil att bromsa in. Forskare har visat att denna effekt kopplas till den flödesfria ytan och spontant kan generera ett regelbundet vågmönster.

Den föreslagna mekanismen är generisk. Dessa fynd kan således ge nya grunder för att förstå andra flödesinstabiliteter som observerats i olika konfigurationer, särskilt i industriella processer som möter problematiska flödesinstabiliteter vid transport av Oobleck-liknande material som betong, choklad eller vinylmaterial.