Sòlid o líquid? Experiment amb midó de blat de moro i aigua

Per qué quan impacta una bala a una armilla antibales aquesta no penetra? Per què hem de sacsejar el pot de quètxup per aconseguir que aquest surti?

Experimentarem amb maizena i aigua per descobrir les propietats dels fluids no newtonians!

Aquest experiment és una proposta de Carme Aguilar (química) i la seva filla Maria (5è de primària).  

Què necessitem?

1 got de midó de blat de moro (maizena)*
1/2 got d’aigua*
1 bol
1 cullera (opcional)
1 globus (opcional)

* la mida dels gots ha de ser la mateixa, ja que hem de fer la barreja amb la proporció de dues parts de midó per una d’aigua.

Com ho fem?

Afegim el midó en un bol. Seguidament introduïm l’aigua poc a poc damunt de la maizena. Anem remenant lentament la barreja amb les mans o una cullera fins a obtenir la consistència adequada.

Hem de barrejar dues parts de midó amb una part d’aigua. De totes maneres, per a saber si la barreja final està llesta, es pot donar un cop sobre la seva superfície amb el puny i sinó s’enfonsa la ma, la massa està llesta per a poder experimentar amb ella!

Per exemple podem agafar una petita quantitat amb les mans i estrenyem ben fort, seguidament obrim la mà i observarem que la massa recupera l’estat líquid i cau de les nostres mans. En canvi si donem cops de puny sobre la massa aquesta es comporta com un sòlid i la ma no se’ns enfonsa.

També podem provar de posar el dit sense fer força sobre la superfície i veurem com se’ns enfonsa. Si llencem petits objectes amb força sobre la superfície de la massa (petites joguines, etc.) podem observar que primer es queden damunt la superfície, però després s’enfonsen en l’interior. És com si la massa que hem fet entre l’aigua i la maizena fos com arenes movedisses!

Podem omplir amb aquesta massa un globus i fer un nus per a tancar-lo. Podem experimentar amb aquest globus també. Per exemple podem picar amb ell sobre una taula, el podem estrènyer amb les mans, el podem intentar fer botar,… noteu com canvia el comportament de la massa?

Què passa?

La barreja que hem obtingut és un fluid no newtonià, que té com propietat que la seva viscositat és variable, ja que que pot variar en funció de diferents condicions com per exemple de la força que apliquem sobre ell.

Els fluids no newtonians es comporten com un sòlid en exercir una forta pressió sobre ells, ja que les seves molècules s’uneixen sota pressió. En el cas de la barreja que hem preparat nosaltres, les partícules del midó de blat de moro es compacten, atrapant molècules d’aigua entre elles.

Així per exemple, quan donem cops amb el puny sobre aquest fluid, la seva viscositat és superior i en aquestes condicions podem dir que es comporta com un sòlid. Quan no fem força el comportament s’assembla al d’un líquid. Per això quan posem el dit sobre la superfície aquest se’ns enfonsa cap l’interior del fluid.

Sabies que els fluids no newtonians tenen moltes aplicacions?  Per exemple fluids que tenen aquestes propietats s’utilitzen per a armilles antibales. En aquestes armilles, aquests fluids són capaços d’absorbir l’energia de l’impacte d’un projectil a alta velocitat, però són flexibles quan no hi ha impacte.

També trobem diferents substàncies que utilitzem de manera quotidiana dins del grup de fluids no newtonians. Un exemple és el quètxup. Aquesta substància quan està dins del pot i en repòs és espès, i costa que surti del recipient, però si l’agitem la seva viscositat disminueix, es fa més líquid.