Oobleck, mısır nişastası ve su karışımından elde edilen ve fiziksel özellikleriyle bilim dünyasında dikkat çeken, "non-Newtonian" (Newton yasalarına uymayan) bir sıvıdır. Bu tür maddeler, akışkanlıklarını uygulanan kuvvet ya da basınca bağlı olarak değiştirir. Oobleck, bu özellikleriyle sadece eğlenceli bir deney değil, aynı zamanda fiziksel ve kimyasal özelliklerin derinlemesine anlaşılmasına yardımcı olan bir örnektir.
Görsel yapay zeka kullanılarak üretilmiştir
Oobleck'in Yapısı ve Özellikleri
Oobleck, temel olarak mısır nişastası (amiloz) ve suyun karışımından oluşur. Mısır nişastası, ince toz şeklinde bulunan, su ile karıştırıldığında pürüzsüz bir kıvam elde eden bir polisakarit türüdür. Oobleck’in en ilginç özelliği, üzerinde uygulanan kuvvet ile akışkanlığının değişmesidir. Genelde, sıvılar bir akışkanlık özelliği gösterirken, Oobleck gibi non-Newtonian sıvılar, uygulanan kuvvetin büyüklüğüne göre akışkanlıklarını değiştirebilirler. Bu tür sıvılar, moleküller arasındaki bağların zamanla sertleşmesi ya da gevşemesiyle davranışlarını değiştirir.
Oobleck’in fiziksel olarak sıvı gibi hareket etmesi, fakat hızla baskı uygulandığında katı bir maddeye dönüşmesi, bu özellikleri anlamak açısından büyük önem taşır. Su gibi klasik sıvılar, molekülleri arasında zayıf bağlara sahiptir, bu nedenle her zaman sıvı formda kalırlar. Oysa Oobleck’te mısır nişastası, su ile karıştığında katı bir yapıya bürünür ve moleküller arasındaki bağlar baskı uygulandıkça sıkılaşır. Bu, Oobleck'in bir sıvı ve katı arasındaki geçişken davranışını göstermektedir.
Non-Newtonian Sıvılar ve Fiziksel Temelleri
Oobleck'in "non-Newtonian sıvı" olarak sınıflandırılmasının temel nedeni, Newton'un sıvılarla ilgili tanımladığı temel yasaların bu maddelere uygulanamamasıdır. Newton, sıvıların viskozitesinin (akışkanlık özelliği) sabit olduğunu öne sürer, yani bir sıvının akışkanlık düzeyi sadece sıcaklıkla değişir ve kuvvet ile ilişkili değildir. Ancak non-Newtonian sıvılarda bu ilişki değişir.
Oobleck gibi non-Newtonian sıvılar, özellikle "Shear Thickening" (kesme kalınlaşması) davranışı sergiler. Yani, dışarıdan bir kuvvet uygulandığında sıvı daha kalınlaşır ve akışkanlık azalır. Bu, moleküller arasındaki bağların daha sıkı hale gelmesi ile ilgilidir. Diğer yandan, bazı non-Newtonian sıvılar ise "Shear Thinning" (kesme incelmesi) davranışı gösterir; bu tür maddeler dışarıdan kuvvet uygulandığında akışkanlıkları artar. Bu davranışlar, sıvıların içindeki moleküllerin veya partiküllerin birbirleriyle etkileşimlerini ve dışarıdan uygulanan kuvvetlere verdikleri yanıtları gösterir.
Oobleck Deneyinin Yapılışı
Oobleck, basit bir malzeme karışımı ile yapılabilir:
Malzemeler:
- 2 su bardağı mısır nişastası
- 1 su bardağı su
- Karıştırma kabı
Yapılışı:
- Mısır nişastasını karıştırma kabına koyun.
- Suyu yavaşça ekleyerek karıştırmaya başlayın.
- Karışımdan istenilen kıvam elde edene kadar su eklemeye devam edin veya fazladan nişasta ekleyerek karışımı kalınlaştırın.
- Karışımın kıvamını kontrol edin; doğru kıvama ulaştığında, Oobleck'iniz hazırdır!
Oobleck’in eğlenceli özelliğini gözlemlemek için, karışıma yavaşça dokunarak sıvı gibi hareket ettiğini, ama hızlıca bastırarak katılaştığını görebilirsiniz. Oobleck, özellikle hızla bastırıldığında katılaşarak, uygulanan kuvvet ile maddenin nasıl davrandığını görsel olarak deneyimlemenizi sağlar.
Bilimsel ve Endüstriyel Uygulamaları
Oobleck gibi non-Newtonian sıvılar, sadece eğlenceli deneyler yapmak için değil, aynı zamanda pek çok endüstriyel ve biyolojik uygulama için de kullanılır. Bu tür sıvıların en bilinen kullanım alanlarından biri, amortisör sistemleridir. Non-Newtonian sıvılar, özellikle araçlar ve makineler için titreşim sönümleyici olarak kullanılabilir. Bunun nedeni, bu sıvıların dışarıdan gelen kuvvetlere karşı vereceği tepkinin kontrollü olması ve titreşimleri etkili bir şekilde azaltabilmesidir.
Ayrıca, biyomühendislik alanında da bu tür sıvılar üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Non-Newtonian sıvıların kan akışını taklit etmesi, damar ve arterlerdeki kan akışını incelemek ve simüle etmek için kullanılabilir. Bunun yanı sıra, medikal cihazlarda ve ilaç taşıma sistemlerinde de bu tür sıvılara dayalı teknolojiler geliştirilmiştir.
