チキソトロピー
チキソトロピーとは、ある種のゲルや液体が、通常の状態では粘性が高く(厚く)、振ったり、攪拌したり、その他のストレスを与えると流動する(薄くなり、粘性が低下する)性質のことで、そのようなゲルや液体にはチキソトロピーがある。
非ニュートン流体には粘度変化を示すものがあり、せん断応力を受ける時間が長いほど粘度は低くなります。チクソトロピー性流体とは、せん断速度を段階的に変化させたときに、粘度が平衡状態になるまでに有限の時間がかかる流体のことです。ゲルやコロイドの多くはチクソトロピックな物質であり、静止状態では安定な形状をしているが、攪拌すると流動性を持つようになる。
流体には反チクソトロピックなものがあり、一定時間せん断応力をかけると粘度が上昇したり、固化したりします。一定のせん断応力は、振盪や混合によって加えることができる。これらははるかに一般的ではありません。
自然な例
砂の上を歩くと、ところどころで液状化するのはよくある経験だ。これは、圧力に対するチクソトロピックな反応である。流砂は、極端な場合、人や動物に危険を及ぼすことがある。
粘土の中にはチクソトロピー性を持つものがあり、その挙動は構造工学や地盤工学において非常に重要である。ドーセット州のライムリージス周辺の崖やウェールズのアバーファン災害のような地すべりは、その証拠である。同様に、ラハールとは、火山活動によって液状化した土塊が、いったん静止すると急速に固化する現象である。
地盤改良に使用される掘削泥水はチキソトロピー性を持つことがあります。また、ミツバチの蜂蜜も特定の条件下でこの性質を示すことがある(ヘザーハニー)。
チクソトロピー性の液体のもう一つの例は、いくつかの骨の間の関節に見られる滑液である。
洞窟探検の過程で発見された粘土質の堆積物の中には、最初は固いように見えた泥岩が、掘るなどして乱されると汁が出てくるチキソトロピーを示すものがある。このような粘土は、過去に細粒の土砂が堆積しやすい低速度河川によって堆積したものである。
この性質は、塗料や歯磨き粉など、表面に塗布する市販品によく利用されている。ペンキの場合、水(または油)が蒸発すると、流動性はすぐに消え、表面は永久に固まる。
質問と回答
Q: チキソトロピーとは何ですか?
A: チキソトロピーとは、ある種のゲルや流体が、通常の状態では粘性があるが、振ったり攪拌したりすると流動する性質のことです。
Q: 非ニュートン流体とは何ですか?
A: 非ニュートン流体とは、粘度が変化する流体のことです。せん断応力を受ける時間が長いほど粘度は低くなります。
Q: チキソトロピー流体とは何ですか?
A: チキソトロピー性流体とは、せん断速度を段階的に変化させた場合、平衡粘度に達するまでに有限の時間を要する流体のことです。
Q: チキソトロピー性物質の例を教えてください。
A: 多くのゲルやコロイドはチキソトロピー性物質の例であり、静止状態では安定な形態を示しますが、攪拌されると流動性を示します。
Q: 反チキソトロピー流体とは何ですか?
A: 反チキソトロピー性流体とは、一定のせん断応力を加えると粘度が上昇したり、固化したりする流体のことです。
Q:一定のせん断応力はどのように流体に加えることができますか?
A: 振とうや混合により一定のせん断応力を加えることができます。
Q: 反チキソトロピー流体は一般的ですか?
A: いいえ、反チキソトロピー流体はチキソトロピー流体よりもはるかに一般的ではありません。