I denne saktefilmen kan du se et egg sluppet fra ca 4 meters høyde, som treffer en bøtte med forskjellige blandingsforhold av maisstivelse (Maizena) og vann. Den første har høy konsentrasjon(mye Maizena), den andre litt mindre, og den tredje blandingen er så å si bare vann.

Du skal snart få vite hvorfor vi lagde disse filmene, men først:

Hva skjer når vann blandes med maizena?

Det skjer ikke noe spesielt med hverken vannet eller stivelsespartiklene. Hadde du tatt et bilde av det under mikroskop ville du sett individuelle partikler omgitt av vann. Det interessante fenomenet oppstår når du har en høy nok konsentrasjon av partikler, og du prøver å bevege på blandinga. Det er akkurat som om blandinga oppfører seg som en vanlig væske når du rører rolig, men så kan den stivne helt om du prøver å røre med nok kraft. For å bruke fagbegreper sier vi blandingen blir fastlåst ved kritisk stress (!).

For å forstå dette fenomenet må vi ta en titt på hva som skjer mellom partiklene. Disse partiklene er dekket av polymer-kjeder, akkurat som hår. Disse hårene sørger for at partiklene har væske mellom seg og kan derfor gli forbi hverandre hvis vi rører rolig. Om vi bruker nok kraft på å røre kan partiklene bryte gjennom dette «hår-laget» og komme i friksjonskontakt. Friksjonen gjør det vanskelig for partiklene å bevege seg forbi hverandre. Resultatet er at jo hardere vi prøver, jo mer friksjon er det mellom partiklene, og væsken vil stritte hardere imot bevegelsen vi prøver å gi den.

Filmene er tatt fra et eksperiment der skoleelever fra Talentsenteret besøkte NTNU. Hva var egentlig meningen med eksperimentet?

Et aspekt ved det er jo selvfølgelig at det er gøy. For å gå litt dypere, var det et forsøk på å vise hvordan man faktisk jobber når man kjører eksperimenter. Det vi målte var bremselengde til egget, og maizenakonsentrasjon. Målet var å vise hvordan bremselengden til egget endres når man endrer konsentrasjonen av maizena. Her holder det nok ikke med én måling. Det er nok heller ikke alle maizenablandinger som er i stand til å ta imot egget uten at det knuser. Finnes det kanskje et optimalt blandingsforhold? Hva er grunnen til at vi ikke får de samme resultatene hver gang? Hvilke variabler kan vi kontrollere, og hvilke må vi bare godta at vi ikke har kontroll på? Viktige spørsmål!

Hva er den optimale blandingen maizena og vann for å skape en supermyk landing for et egg sluppet fra stor høyde?

Teknisk sett blir ikke blandinga myk, den blir faktisk hard! Dermed er det litt kontra intuitivt at egget ikke knuser. Partiklene må rekke å orientere seg i et slikt nettverk at det greier å ta opp krefter, for at blandinga skal stivne. Altså skal det noe deformasjon til før det blir hardt. Her ser det ut til at denne deformasjonen bruker væsken på å forme seg etter egget, før den stivner og stopper egget.  Om du vil prøve dette selv, så det ut til at et sted mellom 1:2 og 2:5 (vann:maizena, målt i volum) er et godt sted å starte!

Hvor mange egg gikk med i eksperimentet?

Mange nok til at det måtte vaskes etterpå.


Dette blogginnlegget ble opprinnelig publisert 18.10.2019 på www.ntnutechzone.no

Profilbilde for Olav Rømcke
Olav Rømcke

Olav Rømcke er stipendiat ved NTNU – institutt for energi- og prosessteknikk. Han forsker på strømning i suspansjoner med høy partikkeltetthet.