การทำให้หนาขึ้นจากแรงเฉือนเป็นปรากฏการณ์ที่สามารถเกิดขึ้นได้เมื่ออนุภาคถูกแขวนลอยในสารละลายที่มีความหนืดต่ำ หากความเข้มข้นของอนุภาคสูงเพียงพอ เมื่อความเครียดถูกนำไปใช้กับสารละลาย มันก็จะหนืดมาก ซึ่งจะมีพฤติกรรมเหมือนของแข็งอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อขจัดหรือคลายความเค้น สารแขวนลอยจะกลับสู่ความหนืดเหมือนของไหลตามปกติ ปรากฏการณ์นี้สามารถเห็นได้ในวิดีโอ YouTube ยอดนิยมที่ผู้คนสามารถวิ่งข้ามสารละลายแป้งข้าวโพดที่ลอยอยู่ในน้ำ แต่จะจมลงไปในสารละลายเมื่อหยุดนิ่ง

ความหนาของแรงเฉือนอาจเป็นภาระหรือข้อได้เปรียบ ขึ้นอยู่กับบริบท

ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมตั้งแต่การแปรรูปอาหารไปจนถึงการผลิตยา บริษัทต่างๆ มักจะพยายามสูบของเหลวที่มีความเข้มข้นของอนุภาคสูงเพื่อทำให้กระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพและคุ้มทุนมากขึ้น และหากบริษัทเหล่านั้นไม่คำนึงถึงการข้นเฉือนอย่างเหมาะสม ของเหลวที่ถูกสูบอาจติดขัดหรืออุดตัน ทำให้เสียเวลาอันมีค่าและอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้

ในทางกลับกัน คุณสมบัติของการทำให้หนาขึ้นจากแรงเฉือนยังสามารถนำไปใช้ในการพัฒนาวัสดุดูดซับแรงเพื่อใช้ในการใช้งาน เช่น ชุดเกราะ หรือเป็นกลไกในการควบคุมลักษณะทางกายภาพของอุปกรณ์หุ่นยนต์แบบนิ่ม

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ นักวิจัยจึงใช้เวลาหลายปีในการพยายามทำความเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าการเฉือนหนาเกิดขึ้นได้อย่างไรและทำไม อย่างไรก็ตาม นักวิจัยถูกบังคับให้ต้องพึ่งพาการทดลองทางอ้อม เพราะพวกเขาไม่สามารถจับพฤติกรรมที่แม่นยำของอนุภาคในสารละลายได้ในขณะที่เกิดความหนาเฉือนขึ้น จนถึงตอนนี้.

ทีมนักวิจัยจาก North Carolina State University และ Northeastern University ใช้เครื่องมือที่ปรับแต่งได้เอง ซึ่งเรียกว่าคอนโฟคอล รีโอมิเตอร์ เพื่อจับภาพอนุภาคขนาดเล็กในสารละลายขณะที่สัมผัสกับความเครียดเพื่อกระตุ้นให้เกิดการเฉือนหนาขึ้น การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้เพื่อสนับสนุนการสังเกตการทดลอง

Lilian Hsiao ผู้เขียนบทความเกี่ยวกับงานและผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลที่ NC State กล่าวว่า "เมื่อความเครียดเพิ่มขึ้น เราก็สามารถมองเห็นรูปแบบเครือข่ายที่ซับซ้อนระหว่างอนุภาคได้ "และรูปร่างของเครือข่ายเหล่านี้ก็ขึ้นอยู่กับรูปร่างและความหยาบของอนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วิธีการจัดเรียงอนุภาคที่อยู่ใกล้เคียงเมื่อใช้ความเค้นจะกำหนดวิธีที่พวกมันจะเฉือนหนาขึ้น

"การทำความเข้าใจความสัมพันธ์เหล่านี้ระหว่างความหยาบของอนุภาค อนุภาคขนาดใหญ่ และความหนาของแรงเฉือนช่วยให้เราคาดการณ์พฤติกรรมการหนาของแรงเฉือนของสารแขวนลอยได้ดีขึ้น"

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทีมวิจัยได้พัฒนาวิธีการทำนายได้แม่นยำยิ่งขึ้นว่าความเครียดที่สามารถนำมาใช้กับอนุภาคที่มีความเข้มข้นหนึ่งๆ ได้มากน้อยเพียงใด ก่อนที่สารแขวนลอยจะเริ่มสัมผัสกับความหนาของแรงเฉือน เช่นเดียวกับความหนืดของสารละลาย โดยพิจารณาจากความหยาบของ อนุภาค ความหยาบของอนุภาคมีความสำคัญเนื่องจากปฏิกิริยาที่พื้นผิวของพวกมันกำหนดว่าอนุภาคจะรวมตัวกันแน่นแค่ไหน หรือ "ติดขัด" ในสารแขวนลอยก่อนที่จะกลายเป็นของแข็งอย่างมีประสิทธิภาพ

"สำหรับการใช้งานจริง ผู้คนจะไม่ต้องถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ของตัวเองว่าเกิดอะไรขึ้นระหว่างกระบวนการทำให้หนาขึ้นจากแรงเฉือน" Hsiao กล่าว "หากพวกเขารู้ถึงความหยาบของอนุภาคที่มีอยู่ในสารละลาย พวกเขาจะสามารถระบุได้ว่าความเข้มข้นใดที่จะใช้งานได้สำหรับการใช้งานต่างๆ ของพวกเขา"

กระดาษ "ติดขัดระยะทางสั่ง Colloidal เฉือนหนา" มีการเผยแพร่ในทางกายภาพจดหมายรีวิว ผู้เขียนคนแรกของบทความคือ Shravan Pradeep อดีตปริญญาเอก เป็นนักศึกษาที่ NC State บทความนี้ร่วมเขียนโดย Alan Jacob อดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ NC State; Mohammad Nabizadeh นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากภาคตะวันออกเฉียงเหนือ; และ Safa Jamali ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมอุตสาหการและเครื่องกลในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

งานนี้เสร็จสิ้นโดยได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ภายใต้ทุน 1804462 และ 2104726; และจากกองทุนวิจัยปิโตรเลียมของสมาคมเคมีแห่งอเมริกาjokergame สล็อตออนไลน์