Una mezcla de maicena y agua es mucho más extraña que la suma de sus partes. Muévelo lentamente, y fluye como un líquido; golpearlo o esquilarlo rápidamente, y se bloquea como un sólido.
El goo es tan extraño que ganó fama seussiana (y un nombre) en "Bartholomew and the Oobleck", en el que la sustancia casi sella el destino del Reino de Didd.
Más allá de los cuentos de hadas, oobleck es un elemento básico de los laboratorios de ciencias y las clases de preescolar. Ahora, los investigadores han creado el primer modelo de computadora en 3-D que puede predecir el comportamiento aparentemente misterioso de la sustancia, posiblemente abriendo puertas para usos mucho más serios de oobleck. (Si este modelo habría salvado o no el Reino de Didd, nunca lo sabremos).
"Puede haber formas de utilizar este material en formas en las que aún no hemos pensado, donde puede diseñarlo para que se convierta en un comportamiento sólido bajo circunstancias muy, muy específicas", dijo el líder del estudio Ken Kamrin, ingeniero mecánico de la Instituto de Tecnología de Massachusetts. Kamrin le dijo a Live Science que un ejemplo podría ser ropa protectora que podría moverse y fluir con flexibilidad a menos que se golpee con fuerza, en cuyo caso se endurecería y actuaría como un escudo.
Fluido inusual
Oobleck es un fluido no newtoniano, un término para fluidos que cambian la viscosidad (con qué facilidad fluyen) bajo estrés. Cuando pasas los dedos lentamente por la maicena y el agua, actúa como un líquido, pero aplica una fuerza rápida y se solidifica, dobla e incluso rompe.
"Realmente es como un líquido si lo mueves lentamente, pero hace todo lo que esperas de un sólido si juegas con él rápidamente", dijo Kamrin.
Después de ver una charla científica sobre las propiedades de oobleck, Kamrin y sus colegas lanzaron un debate interno "muy saludable" sobre cómo la maicena y el agua pueden diferir de otros materiales granulares húmedos. El científico y su equipo generalmente se centran en el flujo de arena, grava y otros materiales industriales. Pero la maicena es diferente, dijo, en gran parte porque las partículas son muy pequeñas. Las partículas de almidón de maíz tienen un tamaño de micras a 10 micras, más pequeñas que el diámetro de un cabello humano.
A este tamaño, las partículas son susceptibles a las más pequeñas fuerzas térmicas y eléctricas, dijo Kamrin. Como resultado, las partículas de almidón de maíz en el agua en realidad se repelen entre sí ligeramente, separadas por fuerzas demasiado débiles para impactar algo tan grande como un grano de arena. Esta fuerza repulsiva ayuda a que la suspensión fluya, ya que las partículas prefieren una capa de fluido entre ellas. Pero cuando se aprietan, la fricción se hace cargo y las partículas se mueven como un sólido.
Haciendo un modelo
Kamrin y su equipo comenzaron con un modelo de computadora de arena húmeda que ya habían desarrollado, haciendo ajustes para imitar mejor la maicena húmeda. Lo más importante, agregaron una variable adicional para predecir cuántos granos de almidón de maíz se tocan entre sí en una región determinada del líquido. Esta variable, a la que Kamrin se refiere en broma como "aglomeración", permite que el modelo determine cuán sólido o líquido será el oobleck.
El modelo, descrito el 27 de septiembre en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, puede usarse para simular la reacción de oobleck a varias fuerzas, como ser apretado entre dos placas o golpeado con un proyectil. Los investigadores también probaron el modelo con una "rueda" virtual al pasarlo sobre un tanque de oobleck, descubriendo que cuanto más rápido viajaba la rueda, más firme era la superficie del oobleck.
Ese experimento hace eco de un uso potencial de oobleck como relleno temporal para baches, dijo Kamrin. En una carretera con un límite de velocidad suficientemente alto, una bolsa de oobleck (o material similar a un oobleck) podría arrojarse a un bache, deformarse para llenar el vacío y pasar a un sólido cuando es atropellado por las ruedas del automóvil.
A medida que los científicos de materiales se interesan más en las propiedades extrañas de oobleck, el nuevo modelo podría ser útil para probar aplicaciones virtualmente, dijo Kamrin.
"Básicamente puedes intentar diseñar en la computadora usando el modelo", dijo, "y una vez que crees que tienes el protocolo correcto, puedes hacer algo".
Publicado originalmente en Ciencia viva.
