Como a pasta de dente permanece em seu tubo e não escorre quando removemos a tampa? O que faz com que um solo aparentemente sólido de repente se liberte em um deslizamento de terra? Definir exatamente como os materiais macios fluem e se acumulam tem iludido os pesquisadores por anos, mas um novo estudo explica esse movimento complexo usando experimentos relativamente simples. A capacidade de definir - e eventualmente prever - o fluxo de material macio beneficiará as pessoas que lidam com tudo, desde queijo para barrar a avalanches.

O estudo, que foi realizado na Universidade de Illinois, Urbana-Champaign, é publicado no Proceedings of the National Academy of Science .

"Estamos descobrindo que o fluxo de material macio é mais uma transição gradual do que a mudança abrupta que os modelos atuais sugerem, "disse Simon Rogers, professor de engenharia química e biomolecular, que liderou o estudo e é afiliado do Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada da Universidade de I.

A equipe desenvolveu um novo protocolo de teste que permite aos pesquisadores medir os comportamentos individuais sólidos e líquidos desses materiais separadamente - algo nunca feito antes, disse Gavin Donley, estudante de pós-graduação e principal autor do estudo.

No laboratório, a equipe submeteu uma variedade de diferentes materiais macios - um microgel de polímero, goma xantana, um material semelhante ao vidro e uma solução de polímero preenchida - para cisalhar a tensão e medir as respostas individuais à deformação sólida e líquida, usando um dispositivo chamado reômetro.

"Nossos experimentos nos mostram uma visão muito mais detalhada e matizada do fluxo de material macio, "Disse Donley." Vemos uma transição contínua entre os estados sólido e líquido, o que nos diz que os modelos tradicionais que descrevem uma mudança abrupta de comportamento são simplificados demais. Em vez de, vemos dois comportamentos distintos que refletem a dissipação de energia por meio de mecanismos sólidos e fluidos. "

O objetivo imediato da equipe é transformar esta observação experimental em um modelo teórico que prevê o movimento de materiais moles, Rogers disse.

“Os modelos existentes são insuficientes para descrever os fenômenos que observamos, "disse ele." Nossos novos experimentos consomem mais tempo, mas eles nos dão clareza e compreensão notáveis ​​do processo. Isso nos permitirá impulsionar a pesquisa de materiais leves em uma direção ligeiramente diferente do que antes. Pode ajudar a prever o comportamento de novos materiais, claro, mas também ajuda com desafios de engenharia civil, como deslizamentos de terra, quebras de barragens e avalanches. "