Vorige week kwamen er twee scholieren langs bij ons op het lab. Ze wilden voor hun profielwerkstuk de reologische eigenschappen van mayonaise, ketchup en maïzena onderzoeken. Reologie is het vakgebied dat zich bezighoudt met hoe vloeistoffen stromen. Over de bijzondere reologische eigenschappen van maïzena hebben we al eens wat geschreven. Maïzena wordt meer stroperig wanneer het sneller stroomt. Zo kun je dus snel over een bak met maïzena lopen, maar zak je er in weg wanneer je te lang op één plek blijft staan. In de reologie wordt dat shear thickening genoemd. Bij pek en silly putty gebeurt hetzelfde, terwijl bij ketchup en mayonaise het tegenovergestelde gebeurt. Ketchup en mayonaise gaan juist steeds gemakkelijker bewegen wanneer ze sneller stromen. Dat heet shear thinning.
Tag: reologie
Kogelwerende colloïden
In het verleden hebben we al meerdere keren geschreven over materialen die soms vloeibaar zijn, en soms weer vast. Denk bijvoorbeeld aan maïzena, pek of silly putty. Het is voor veel alledaagse materialen van belang dat ze op de juiste momenten vloeibaar en vast zijn. Tandpasta mag niet zomaar van je tandenborstel afdruppelen, maar moet wel de tube uitkomen. Verf moet je wel op de muur kunnen aanbrengen, maar mag niet naar beneden druipen. We zeggen ook wel dat de reologische eigenschappen (reologie betekent ‘stromingsleer’) van een stof goed moeten zijn. De reologie van allerlei alledaagse materialen wordt vaak gecontroleerd door colloïden. Hierover kwam ik een mooi filmpje tegen op YouTube, maar ik zal eerst kort uitleggen wat colloïden precies zijn.
Colloïden zijn deeltjes met afmetingen tussen de 1 en 1000 nm en zijn daarmee een stuk groter dan moleculen. Die colloïden kunnen zijn gemaakt van allerlei materialen, zoals glas, vet, olie of plastic en zitten gedispergeerd in een andere stof. Dat klinkt natuurlijk heel abstract, maar om een alledaags voorbeeld te geven: mayonaise en melk bestaan allebei uit vet/olie-druppeltjes die in water verdeeld zitten. In geval van olie en water noemen we zoiets meestal een emulsie, maar het is niets meer dan een alledaagse colloïde. Andere voorbeelden van colloïden zijn bijvoorbeeld mist (waterdruppeltjes in lucht), rook (een vaste stof in lucht), slagroom (gasbelletjes in iets vet-achtigs), sommige soorten glas-in-lood (gouddeeltjes in glas), magnetische vloeistoffen en zo kunnen we nog wel even doorgaan. Er is dus maar één voorwaarde om iets een colloïde te noemen: de deeltjes moeten de juiste afmetingen hebben: 1 nm — 1 µm.
Onderzoekers van onder andere de United States Army Research Laboratory proberen colloïden te gebruiken om kogelwerende vesten te verbeteren, en met name om ze beter bestand te maken tegen (mes)steken. Deze kogelwerende vesten bestaan dus voor een deel uit vloeistof en worden daarom wel eens kogelvrije vla genoemd. Zelf ben ik niet zo gelukkig met die term, want de vla die ik in de winkel koop is al kogelvrij.
De Cool Stuff tv-serie van The Science Channel ging langs bij het Army Research Lab en maakte onderstaand filmpje over deze kogelwerende colloïden.