평소에 액체이고 큰 충격을 가하면 딱딱해지는 물체는 어떤 원리인가요

Question

YouTube 영상을 보니 천천히 힘을 가하면 액체처럼 흐물흐물거리는데 주먹으로 강하게 내리치니 딱딱하게 변합니다

어떤 액체인지 궁금합니다 그리고 어떤 원리 일까요

Answer 1

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.

예시로, 질문자님께서 보신 영상의 액체가 있으며 그러한 액체는 외부에서 충격이 가해지면 고체가 되버립니다. 또한 케첩의 경우 외부 충격이나 진동을 주면 더욱 잘 흐르게 됩니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 2

탄산음료일 가능성이 높아보입니다.

아마 거의 얼기 직전의 탄산에서 나타나는 현상입니다.
탄산이 어는점이 지나더라도 아직 액체의 상태가 유지되는데, 이것을 과냉각이라고 합니다.
과냉각 상태에서 뚜껑을 열게 되면 충격이 가해지게 됩니다.
충격이 가해졌기 때문에 순간적으로 탄산가스가 올라가며 액체를 흔들고 얼어버리게 됩니다.
즉, 과냉각 상태에서는 충격에 의해 쉽게 고체로 상변화가 일어나게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

거의 모든액체는 강한 충격이 가해지면 고체처럼 작용합니다.
그 이유는 기체처럼 분자간의 거리가 매우 먼 상태가 아니기 때문에
강한에너지가 충돌하게 되어도 급격하게 부피변화가 일어날 수 없습니다.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

우블렉이라 명명 된 전분을 물에 물은 물질을 말씀하시는 거 같습니다.

미세 입자가 섞여 있는 액체를 ‘현탁액’이라고 하는데, ‘우블렉’이라는 것은 전분 가루와 물을 섞어 만든 현탁액입니다. 이 물질에 천천히 손을 넣어 손으로 쥐었다가 펴 보면 흘러내리면서, 자유롭게 모양이 바뀌는 액체의 성질을 볼 수 있습니다.

그러나 손이나 다른 물체로 충격을 주면 고체처럼 딱딱하게 굳어 손에 묻어나지 않습니다. 이렇게, 우블렉은 어떠한 때에는 액체 상태이고 어떠한 때에는 고체 상태로 변하는 신기한 물질입니다. 힘을 가하면 그 힘에 비례해 모양이 변하는 물.공기.알코올 등과 달리 가해지는 힘과 변형이 비례하지 않는 액체가 있는데, 우블렉은 힘과 변형이 비례하지 않는 액체로, 과학자들은 우블렉에 힘을 가하면 닿는 부분이 순간적으로 고체로 변한다는 사실을 고속 카메라를 통해 발견하였습니다.

이것은 충격이 가해지는 순간 물이 전분보다 충격 지점에서 빨리 사라지기 때문에 그 자리에 남은 녹말 입자들이 뭉쳐 높은 강도를 지닌 모양을 만드는 원리입니다. 이런 효과는 입자의 크기가 1㎛(100만 분의 1m) 이상인 현탁액이어야 나타납니다. 같은 현탁액인 우유는 입자 크기가 작아서 우블렉 현상이 일어나지 않습니다.