Tek bir madde gibi görünen katı sıvı karışım nedir?

Tek Bir Madde Gibi Görünen Katı Sıvı Karışımları

Hiç düşündün mü, bir şeyi eline aldığında katı gibi hissediyorsun ama aslında içinde bir sıvı var mı? İşte bu tür karışımlar, günlük hayatımızda sıkça karşılaştığımız ve bazen farkında bile olmadığımız ilginç maddelerdir. Bunlara "non-Newtonian akışkanlar" denir ve geleneksel sıvıların aksine, uygulanan kuvvete bağlı olarak viskoziteleri (akışkanlıkları) değişir.

Deneyimlerime göre, bu maddelerin en bilinen örneği mısır nişastası ve su karışımıdır. Bir bardak mısır nişastasına yavaşça su ekleyerek ve karıştırarak kendi "ooze"ını yapabilirsin. Eğer yavaşça parmağını içine batırırsan, sanki bir sıvı gibi içine girer. Ama eğer ani bir darbe vurursan veya hızlıca karıştırmaya çalışırsan, aniden katılaşır ve parmağını çıkarmana izin vermez. Bu davranış, mısır nişastası taneciklerinin su içinde nasıl hareket ettiğine bağlıdır. Yavaş hareket ettiklerinde tanecikler birbirlerinin üzerinden kayar, ani bir kuvvet uygulandığında ise birbirlerine kenetlenerek ani bir direnç oluştururlar.

Neden Bazıları Ani Katılaşır, Bazıları Akışkanlaşır?

Bu durum, maddenin içindeki partiküllerin boyutuna, şekline, arasındaki etkileşimlere ve bu etkileşimlerin uygulanan kuvvete nasıl tepki verdiğine bağlıdır. İki ana gruba ayırabiliriz:

• Dilatan veya Gerilme Seyrelten Karışımlar: Bunlar uygulanan kuvvet arttıkça daha akışkanlaşır. Örneğin, silikon bazlı bazı macunlar (Slime gibi) bu kategoriye girer. Yavaşça çektiğinde direnç gösterir gibi görünür ama daha hızlı çekersen esner ve uzar.
• Tiksotropik Karışımlar: Bunlar ise uygulanan kuvvet arttıkça daha akışkan hale gelir ve kuvvet kaldırıldığında eski viskozitelerine dönerler. Boyalar ve bazı jeller bu gruba girer. Örneğin, bir kutu boyayı karıştırmadan önce katı gibi görünür ama çalkaladıkça veya karıştırıldıkça akışkanlaşır. Bu, boyanın pigmentlerinin ve bağlayıcılarının bir süre sonra yeniden çökmesini engeller.

Bu davranışların arkasındaki bilim, partiküllerin birbirleriyle olan etkileşimlerinin hızıyla ilgilidir. Ani bir kuvvet, partiküllerin birbirine kenetlenmesi için yeterli zaman bırakmaz, bu yüzden sıvılaşırlar (dilatan) ya da tam tersi, hareket etmelerini engelleyen bir yapı oluştururlar (tiksotropik). Örneğin, ketçap da tiksotropiktir. Şişeden zor çıkmasının sebebi, uzun süre sabit durduğu için içindeki maddelerin bir araya gelmesidir. Şişeyi çalkaladığında veya sıktığında akışkanlaşır ve kolayca akar.

Günlük Hayattan Daha Fazla Örnek

Bu tür karışımları sadece laboratuvarda veya özel ürünlerde bulmayız. Birçok yerde karşımıza çıkarlar:

• Kozmetik Ürünler: Göz kremleri, fondötenler ve bazı saç jelleri, hem kolay sürülmek hem de cilde yapışıp kalmamak için bu özelliklere sahip olabilir. Örneğin, bir fondöteni eline aldığında akışkan görünür ama cildine yaydıkça hafifçe katılaşarak cilde oturur.
• Gıda Endüstrisi: Yoğurt, mayonez ve bazı soslar da benzer davranışlar sergileyebilir. Mayonezi çırptığında veya çalkaladığında daha akışkan hale gelir ama beklediğinde kıvamını korur.
• Endüstriyel Uygulamalar: İnşaat sektöründe kullanılan bazı çimentolu karışımlar ve sıvalar, pompalanabilirliklerini artırmak için tiksotropik özelliklere sahip olabilir.

Bu maddelerin %90'ı su ve %10'u mısır nişastası gibi basit oranlarla bile, uyguladığınız kuvvete göre tamamen farklı davranışlar sergileyebilen, gerçekten büyüleyici şeyler olduğunu düşünüyorum.

Kendi Ev Yapımı Karışımlarınız İçin İpuçları

Eğer evde kendin denemek istersen, mısır nişastası ve su karışımı harika bir başlangıçtır. Oranları biraz değiştirerek farklı sonuçlar elde edebilirsin:

• Daha Akışkan Bir Karışım İçin: Su oranını biraz artırabilirsin. Parmağını yavaşça batırdığında daha kolay girer ama yine de ani darbelere direnç gösterir.
• Daha Katı Bir Görünüm İçin: Nişasta oranını artırabilirsin. Bu durumda, karışım daha zor şekil alır ve daha çabuk kurur gibi görünebilir.
• Renklendirme ve Ek Malzemeler: Gıda boyası ekleyerek renkli ooze'lar yapabilirsin. Çok az sim veya parıltı da ekleyerek daha eğlenceli hale getirebilirsin.

Unutma, bu tür karışımlarla oynarken biraz dağınık olabilir. Bu yüzden yanına bir peçete veya ıslak mendil almayı unutma. Deneyimlerime göre, bu tür basit deneyler, kimyanın temel prensiplerini anlamak için harika bir yoldur ve oldukça da eğlencelidir.