Οι μηχανικοί περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο τα ρευστά εναιωρήματα παρουσιάζουν διαφορετικές συμπεριφορές σε κλίμακες

Στη μακροσκοπική κλίμακα, τα εναιωρήματα υγρών, όπως αυτά που βρίσκονται σε καθημερινά προϊόντα όπως το χρώμα, το κέτσαπ ή η οδοντόκρεμα, συμπεριφέρονται γενικά σαν υγρά. Μπορούν εύκολα και μπορούν να χυθούν ή να αναδεύονται. Ωστόσο, όταν παρατηρήθηκε στην μικροσκοπική κλίμακα, αυτές οι εναιωρήσεις παρουσιάζουν μια πιο περίπλοκη συμπεριφορά λόγω της παρουσίας αιωρούμενων σωματιδίων.

1. Brownian Motion :Σε μικροσκοπικό επίπεδο, τα αιωρούμενα σωματίδια σε ένα υγρό εναιώρημα υπόκεινται σε κίνηση Brownian. Αυτή είναι η τυχαία κίνηση των σωματιδίων λόγω της σύγκρουσής τους με τα περιβάλλοντα μόρια υγρού. Η κίνηση του Brownian προκαλεί την κίνηση των σωματιδίων σε μοτίβο ζιγκ -ζαγκ, αλλάζοντας συνεχώς την κατεύθυνση και την ταχύτητά τους.

2. καθίζηση και κρέμα :Λόγω των διαφορών στην πυκνότητα μεταξύ των αιωρούμενων σωματιδίων και του υγρού, μπορεί να συμβεί καθίζηση και κρέμα κρέμας. Η καθίζηση είναι η καθίζηση των βαρύτερων σωματιδίων προς τον πυθμένα του εναιωρήματος, ενώ η κρέμα είναι η άνοδος των ελαφρύτερων σωματιδίων προς την κορυφή. Αυτές οι διεργασίες επηρεάζονται από παράγοντες όπως το μέγεθος των σωματιδίων, η πυκνότητα και το ιξώδες του υγρού.

3. Συγκεντρωτική και κροκίδωση :Τα αιωρούμενα σωματίδια σε ένα υγρό μπορούν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω διαφόρων δυνάμεων, συμπεριλαμβανομένων των δυνάμεων van der Waals, των ηλεκτροστατικών δυνάμεων και των στερεοχημικών δυνάμεων. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις μπορούν να οδηγήσουν στο σχηματισμό συσσωματωμάτων ή πλέξεων, όπου συναντώνται πολλαπλά σωματίδια και σχηματίζουν μεγαλύτερες δομές. Ο σχηματισμός των συσσωματωμάτων και των Flocs επηρεάζει τη συνολική συμπεριφορά και τις ιδιότητες του εναιωρήματος.

4. :Ορισμένες αναστολές παρουσιάζουν μη-Νευτονική συμπεριφορά, όπως η διατμητική ή η διατμητική. Σε εναιωρήματα διατμητικής κατάστασης, το ιξώδες αυξάνεται με τον αυξανόμενο ρυθμό διάτμησης, προκαλώντας την εναιώρημα να γίνει πιο ανθεκτική στη ροή. Αντίθετα, σε εναιωρήσεις διατμητικής διάτμησης, το ιξώδες μειώνεται με τον αυξανόμενο ρυθμό διάτμησης, καθιστώντας την ροή της ανάρτησης πιο εύκολα.

5. Πλατεία και διαχωρισμός φάσης :Υπό ορισμένες συνθήκες, τα εναιωρήματα υγρών μπορούν να υποβληθούν σε ζελατινοποίηση ή διαχωρισμό φάσης. Η ζελατινοποίηση εμφανίζεται όταν ένα δίκτυο διασυνδεδεμένων σωματιδίων σχηματίζεται σε όλη την εναιώρημα, δίνοντάς του μια ημι-στερεά ή πηκτή συνέπεια. Ο διαχωρισμός φάσης, από την άλλη πλευρά, συμβαίνει όταν η εναιώρημα διαχωρίζεται σε ξεχωριστές φάσεις, όπως μια συμπυκνωμένη φάση σωματιδίων και μια καθαρή υγρή φάση.

Η κατανόηση αυτών των διαφορετικών συμπεριφορών υγρών εναιωρημάτων στη μικροσκοπική κλίμακα είναι ζωτικής σημασίας για τη διαμόρφωση και τη βελτιστοποίηση διαφόρων προϊόντων και υλικών, όπως χρώματα, καλλυντικά, φαρμακευτικά προϊόντα και τρόφιμα. Με τον έλεγχο των χαρακτηριστικών των σωματιδίων, των αλληλεπιδράσεων και των περιβαλλοντικών συνθηκών, είναι δυνατόν να προσαρμόσουμε τις ιδιότητες και την απόδοση των εναιωρημάτων υγρών για συγκεκριμένες εφαρμογές.