우블렉이 고체와 액체 상태가 그때그때 달라지는 이유가 무엇인가요?

Question

옥수수전분이나 감자전분으로 만든 우블렉을 순간적으로 강한 힘을 주었을 때 고체처럼 딱딱해지고, 부드럽게 만지면 슬라임처럼 부드러운 점성이 있는 액체로 변하는 원리가 무엇인가요? 이를 실생활에 적용할 수 있는 사례가 있을까요?

Answer 1

우블렉은 현탁액 중에서도 분자의 크기가 마이크로 단위로 작은 경우를 말합니다.

현탁액은 강한 힘을 순간적으로 받은 경우 액체가 밀려나서 밀도가 높아질 때, 고체가 되는 현상이 발생합니다.

실생활에서는 충격을 완화하거나 충격을 측정하는 용도로 사용할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

그러한 액체는 비뉴턴 유체로 분류됩니다. 보통의 유체와 달리 외부에서 힘(충격)이 가해지면 고체의 성질을 띠거나 더 액체처럼(더 잘 흐르는=점성이 적어지는) 되는 물질을 의미합니다. 외부에서 충격이 가해지면 전단응력이 작용해 고체 상태가 되는 물질입니다. 우리의 몸에도 비뉴턴 유체가 존재합니다. 안구 내 액체, 관절내 액, 혈액 등이 비뉴턴 유체에 해당합니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

우블렉은 어떤 힘을 가하면 가해지는 힘과 변형이 비례하지 않는 유체로 비뉴턴유체 즉 비관성유체라고 합니다.

이 비관성유체는 외부에 강한 충격이 가해지는 순간 입자들이 서로 엉키며 기둥과 같은 형태가 만들어지며 고체화가 됩니다.

반대로 서서히 가해지는 힘에는 서로 엉킨 입자들이 서서히 풀리며 부드럽게 변하게 됩니다.

실생활에는 비행기의 유리 등에 사용할 수 있습니다. 외부 충격에 의해 파손되면 위험한 비행기의 유리에 우블렉 코팅을 하는 경우 외부 충격에 더욱 더 강할 뿐안 아니라 우블렉 코팅은 현탁액으로 딱딱해져서 깨지더라도 복구되는 성질을 가지고 있어 매우 유용하다고 합니다.