Dummer Kitt
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Der Silly Putty (Silly Putty) ist ein Polymer auf Silikonbasis . Es ist bekannt für sein überraschendes ( nicht-Newtonsches ) Verhalten gegenüber Belastungen: Es kann tatsächlich wie ein Hooke- Feststoff , ein Gummi oder sogar eine viskose Flüssigkeit reagieren . Dies ist eine Illustration des Phänomens der Viskoelastizität .
Geschichte
Es wurde von James Wright (in) , Ingenieur bei General Electric , erfunden , der versuchte, einen Kautschuk durch Mischen des Silikonöls mit der Borsäure zu ersetzen .
In 1949 wurde dieses Material als vermarktet Silly Putty , und verkauft werden , zu dem Zeitpunkt, schneller als jedes anderes Spielzeug in der Geschichte, mit einem Umsatz $ 6.000.000 von insgesamt mehr als über den Verlauf dieses Jahres.
Besonderheiten
Ein Ball von Silly Putty springt 25% höher als ein Gummiball auf den Boden . Wenn wir diesen Ball jedoch auf eine horizontale Fläche legen und einige Minuten warten, sehen wir, wie sich der Silly Putty wie eine viskose Flüssigkeit ausbreitet. Man kann sogar ein festes Verhalten haben, wenn man eine sehr schnelle Einschränkung anwendet.
Das gleiche Material reagiert sehr unterschiedlich, wenn es schnellen Belastungen ausgesetzt wird (indem es vom Boden abprallt) oder wenn es sehr lange beansprucht wird. Im ersten Fall ist die Spannungszeit kürzer als die charakteristische Zeit des Materials, die Elementarkomponenten haben keine Zeit, sich signifikant zu verformen, und es wird eine elastische Reaktion beobachtet . Wenn andererseits die Spannungszeit größer als die charakteristische Zeit ist, wird eine Reaktion vom viskosen Typ beobachtet . Das einfachste Modell für viskoelastische Flüssigkeit besteht darin, die Spannungen elastischen Ursprungs und die Spannungen viskosen Ursprungs zu addieren:
wo E ist der Elastizitätsmodul und die Dehnung.
Eine grafische Darstellung dieses Modells, das als Kelvin-Voigt- Festkörper bezeichnet wird , ist die parallele Zuordnung einer Feder und eines Kolbens.
Eine Feder und ein Kolben können auch in Reihe kombiniert werden (Maxwell-Flüssigkeitsmodell).
Im Jahr 2016 erfanden die Forscher durch den Einbau von Graphen-Nanoblättern (bestehend aus einer einzelnen Schicht gebundener Kohlenstoffatome) ein Material (bekannt als G-Mastix ), das sich wie ein hochempfindlicher Drucksensor verhält (der in der Lage ist, die Schritte einer Spinne oder der Spinne zu erfassen) Puls eines Menschen, es ist "250-mal empfindlicher als der billigste Sensor auf Metallbasis auf dem Markt" ). Das dortige Graphen bildet im verformbaren Mastix ein mikroskopisches Netzwerk elektrischer Leiter. Die Messung des elektrischen Widerstands des verformenden Dichtmittels (über an einen Computer angeschlossene Elektroden) entspricht einer Druckmessung.
Anmerkungen und Referenzen
- (en) Rachael Lallensack (2016), Supercharged dummer Kitt kann Spinnenschritte erkennen ; Wissenschaft ; Technologie ; DOI : 10.1126 / science.aal0485 .