Fluidos não-newtonianos têm um comportamento intermediário entre um sólido e um líquido.
Tratados “gentilmente”, eles comportam-se como líquido e fluem. Aplicando uma força maior sobre eles, o comportamento se altera para o de um sólido e eles enrijecem.
No início do ano eu fiz uma postagem sobre esses materiais muito peculiares, você pode ler mais sobre o assunto aqui.
No vídeo a seguir (do canal SlowMo Guys), uma mistura de água a amido de milho (mais corante vermelho) é capturado em vídeo e depois reproduzido em câmera lenta.
Como eu disse no título, a imagem é tão bela que parece obra de computação gráfica.
Lendo o título do post você pode ter imaginado que eu falaria sobre um longo e tedioso experimento científico praticamente incompreensível por um leigo em ciências.
Que nada! Os astronautas da ISS (International Space Station) realmente realizaram um experimento acerca da tensão superficial, mas mais parece que eles estavam brincando e se divertindo do que estudando.
Vejam o vídeo e, em seguida, tecerei alguns comentários científicos para quem tiver curiosidade. (Dica: se você tiver um óculos 3D – daqueles com uma lente azul e outra vermelha – as imagens ficam tridimensionais.)
Durante o verão de 2014, os astronautas da NASA Steve Swanson e Reid Wiseman – em conjunto com o astronauta da Agência Espacial Europeia Alexander Gerst – exploraram o fenômeno da tensão superficial da água (leia mais sobre esse fenômeno AQUI, AQUI e AQUI) em microgravidade na ISS.
O grupo “mergulhou” umacâmera GoPro selada em uma bola de água flutuante do tamanho de uma bola de baseball e gravaram a experiência com uma câmera 3D.
Clicando no link a seguir, você é redirecionado para uma versão 3D do vídeo que está nessa postagem: http://youtu.be/bxE09URykdg (lembram do óculos 3-D que eu falei no início da postagem? Use-o agora, se você tiver um.
Agora vou lá brincar na minha câmara de microgravidade. Tchau!
O gás Hélio é muito conhecido por sua utilização em balões festivos e por deixar com voz de pato quem o traga (graças à velocidade de propagação do som diferenciada nesse meio).
Mas ele também é usado na forma líquida como refrigerante de dispositivos médicos e de instrumentos científicos.
O que é menos sabido é que ele possui dois diferentes estados líquidos, um dos quais é beeeemmm estranho.
O estado líquido I do Hélio ocorre entre 2,18 K e 4,22 K (entre -270,97ºC e -268,93ºC). Nesse estado ele é quase invisível, os cientistas precisam fazer objetos flutuarem sobre ele para saber onde se encontra a superfície do líquido.
Isso porque esse estado é ao mesmo tempo transparente e ligeiramente mais leve que o vácuo ou a atmosfera terrestre.
Entretanto, quando ele atinge temperaturas próximas a 2.18 K que as coisas começam a ficar realmente estranhas. Esse vídeo da BBC dá uma boa ideia:
Para compreender o que está acontecendo é necessário dar-se conta que todos os fluidos que nós conhecemos possuem viscosidade. As partículas no interior do fluido interagem (podemos usar a palavra “raspar”) com as outras enquanto fluem, criando fricção.
Algumas vezes a viscosidade é óbvia, tal como observado no mel. Com a água, nós mal conseguimos observá-la, o que não significa que a água não seja viscosa, só que muito menos que outros líquidos.
Entretanto, um “superfluido” não possui viscosidade alguma. Não se trata de apenas um pouco de viscosidade, mas sim de absolutamente nenhuma viscosidade.
O estado líquido II do Hélio contém uma mistura de material superfluido e não-superfluido. Inteiramente livre de forças friccionais o Hélio II escala as paredes, passa através de orifícios que bloqueiam o avanço do Hélio I, e conduz calor um milhão de vezes melhor que o Hélio I e centenas de vezes mais facilmente que elementos químicos metálicos.
Ah, e eu já falei que ele produz uma fonte “sem fim”?
Para saber mais sobre o Hélio, continue a ler o post.
Para começar o ano de 2014, resolvi reproduzir a matéria sobre fluidos não-newtonianos que eu vi no Sploid.
Para começar, assista ao vídeo abaixo:
A coisa estranha aí no vídeo é uma mistura de água e amido de milho (a famosa maisena aqui no Brasil).
Se você tocar gentilmente na mistura, ela se comporta como líquido. Até se você conseguir colocar um pouquinho dela na palma da mão, vai ver que ela escorre como um líquido convencional.
Agora, tente apertar ou golpear fortemente a mistura. Ela vai se comportar como um sólido e vai oferecer resistência aos golpes aplicados.
Essa categoria de materiais atendem pelo nome de fluidos não-newtonianos. Alguns bons exemplos desses fluidos são: sangue, ketchup, iogurte, recheios de bolo (cremosos), lama e alguns materiais poliméricos fundidos.
Vou resumir um pouco o que caracteriza um fluido como não-newtoniano, mas você pode ler o material original aqui e aqui.
Imagine um maço de cartas de baralho. Agora imagine que você está espalhando o maço de cartas sobre a mesa fazendo uma deslizar sobre a outra.
Pois é, os líquidos newtonianos são compostos por várias “camadas” de moléculas que fazem o papel das cartas do baralho.
Obrigar as camadas a se mover por meio da aplicação de uma força sobre elas vai produzir escoamento do líquido.
Se você quiser fazer o líquido fluir duas vezes mais rápido, basta aplicar o dobro da força.
Com os fluidos não-newtonianos essa realidade não se aplica. Alguns deles vão exigir menos que o dobro da força, outros vão exigir mais que o dobro da força, e esse tanto de energia vai depender do material em questão.
O que impede ou facilita o movimento das camadas de líquido é a fricção entre as mesmas. Essa fricção dá origem ao que costumamos chamar de viscosidade (resistência ao movimento de fluxo das camadas).
Bom, o papo já ficou muito técnico e não quero chateá-los logo na primeira postagem de 2014.
Em breve, pretendo voltar à plataforma a que estou acostumado a blogar e, com isso, pretendo voltar à frequência original de posts.
Um grande novo ano para todos os amigos do Brasil, de Portugal e, pelo que tenho visto nas estatísticas, de Mozambique! 🙂
Eu sou meio suspeito pra achar tão legal essas animações, afinal eu fiz doutorado na área de simulação de líquidos. hehehe
Bom, o interessante nesse caso é que o autor conseguiu elaborar algumas animações bem legais usando apenas aquelas caracteres alfanuméricos que todo teclado tem e, o mais importante, as animações ficaram show de bola.
Quem estiver disposto a reproduzi-las, leia o post do Gizmodo que dá mais detalhes de onde e como compilar o código-fonte das animações.
Diário de um Químico Digital 3.0 
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