10年前，这些视频开始出现在网上，获得了数百万的点击量:人们在一个浅水池里混合玉米淀粉和水，在水面上行走或奔跑。
这一看似不可能的物理学壮举可以归结为流体力学的一个迷人把戏，即稠密的悬浮物受到冲击时就会凝固。现在，康奈尔大学的一个研究小组离设计玉米淀粉交联剂的新障碍又近了一步，这种交联剂会让玉米淀粉在它们的轨道上沉淀。
研究小组的论文《影响下玉米淀粉的可调凝固:如何使人在玉米淀粉沉淀上行走》于5月8日发表在《科学进展》杂志上。博士后研究员冉牛和博士生梅拉·拉马斯瓦米是主要作者。
由艺术与科学学院的物理学教授伊塔伊·科恩领导的研究小组此前展示了如何控制或调节增稠液体的剪切粘度，这类物质在受到压力时可以增加其流动阻力超过100倍。
这个新项目有一个字面上的转折。
研究人员使用了一种称为正交剪切的旋转振荡的形式，来调节增稠液体在压缩和拉伸(基本上是挤压和拉伸)下的凝固。
传统的剪切本质上重新组织了悬浮在流体中的颗粒，而压缩和拉伸影响了悬浮体的体积，这给了研究人员一个机会来探索这些材料是如何凝固的。
科恩说:“我们仍然认为，这些力来自于接触粒子的网络，通过挤压这些网络，我们可以融化它们，溶解悬浮体。”“这需要的是与应用熔融流动略有不同的几何形状。这就是米拉所能想到的，围绕着冲击或延伸板块的旋转振动。”
研究小组模拟了人的脚踩在玉米淀粉-水混合物上的物理动作，方法是将一个冲击板放在正在加厚的玉米淀粉悬浮液的表面上，同时用一个底板施加振荡力。
实验证明，研究人员完全可以使悬浮物脱稠，从固体变成液体，并显著改变平板的下沉速度。
科恩说:“如果我们只是把钢瓶扔到水面上，它基本上会固化悬浮在钢瓶下面的物体，而且下沉需要很长时间。”“但是如果我们在钢瓶周围应用这些正交的剪切振荡，那么我们就能够完全消除这种流动，钢瓶就会像液体一样通过材料下落。”
虽然在这种情况下，正交剪切可能不会有很多实际应用，但科恩希望他的团队能够开发出一种利用声能控制过程的方法。声学的使用可以使流体在固定管道中流动时进行调谐的应用受益，例如在3D打印、食品加工和混凝土制造中。
“有很多流体几何形状，你试图吸出流体或流动流体，你有压缩和广泛的流动，你需要找出如何去凝固这些悬浮物。这为你提供了一种方法。”科恩说道。“如果我们能证明声学可以和我们的振荡流做同样的事情，那么我们就成功了。”这项工作，至少，是一个基本原理的证明，某种机械扰动可以做到这一点。”
这一发现也意味着，有一天你可能会看到一个人走过一层玉米淀粉和水的视频，通过一个开关的翻转，他们的病毒特技可能不再是坚实的基础。
来自爱丁堡大学(University of Edinburgh)和安东•帕尔(Anton Paar)的研究人员对这篇论文做出了贡献。这项研究得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)和安东·帕尔(Anton Paar)的VIP学术研究项目的支持。
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