Nicht­new­ton­sche Fluide : zwischen flüssig und fest

Projekt 2018 | Jugend forscht | Nichtnewtonsche Fluide : zwischen flüssig und fest

Teil­nehmer
Agnes Totschnig
10625 Berlin
12. Klasse
Fran­zö­si­sches Gymnasium


Wim Poignon
10405 Berlin
12. Klasse
Fran­zö­si­sches Gymnasium

Betreuer
Herr Thibaut Sordelet-Meyer

Erarbeitungsort(e)
Fran­zö­si­sches Gymnasium
10785 Berlin

Preis(e)
2. Platz Physik im Lan­des­wett­be­werb
Jah­res­abon­ne­ment “Spektrum der Wis­sen­schaft”

Kurz­fas­sung

Wir wollen die merk­wür­digen Eigen­schaften von nicht­new­ton­schen Fluiden, deren Vis­ko­sität von der Scher­ge­schwin­dig­keit abhängt, studieren. Dabei wollen wir uns haupt­säch­liche auf die Mischung von Wasser mit Mais­stärke, ein dila­tantes Fluid, auch scher­ver­di­ckend genannt, kon­zen­trieren. Wir wollen die Vis­ko­sität unseres Fluids mit einem selbst­ge­machten Kugel­fall­vis­ko­si­meter messen. Anschlie­ßend inter­es­sieren wir uns für die Dämpfung eines Aufpralls durch unseren Fluid und erstellen einen Pro­to­typen eines weichen ver­form­baren Helmes, der sich dem Kopf perfekt anpassen kann und bei einer Kollision fest wird und den Kopf schützt.

Weitere Infor­ma­tionen

Was war der Anstoß für dein/euer Projekt?

Wir staunten über die komischen Eigen­schaften der Mischung aus Wasser und Mais­stärke, wie sie in Videos benutzt wird um auf Wasser zu laufen und sie durch Musik zum Tanzen zu bringen.

Erkläre/Erklärt kurz wie du dein/ihr euer Projekt durch­ge­führt hast/habt.

Um dieses Phänomen zu verstehen, haben wir unseren Fluid unter dem Mikroskop unter­sucht. Wir haben fest­ge­stellt, dass bei Druck Was­ser­stoff­brü­cken gebrochen werden. Die dafür auf­ge­wandte Energie, hat uns zur Hypothese gebracht, dass unsere Mischung einen Stoß dämpfen kann. Dieses wollten wir genauer unter­su­chen und eine Anwendung, bzw. einen flüssigen Helm, ent­wi­ckeln.

Was sind deine/eure der­zei­tigen Pro­jekt­er­geb­nisse?

Wir konnten nach­weisen, dass unsere Mischung einen Stoß wirksam dämpfen kann, und somit vor Ver­for­mung schützen, indem es Energie absor­biert. Bei der Ent­wick­lung eines flüssigen Helmes, der sich im Ruhe­zu­stand perfekt dem Kopf anpasst, haben wir Ben­zoe­säure benutzt um die Fer­men­tie­rung der Stärke zu ver­hin­dern. Die Tem­pe­ratur und die Sedi­men­ta­tion mit der Zeit haben auch einen großen Einfluss auf die Vis­ko­sität. Diese konnten wir mit einem mit Hall­ef­fekt­sen­soren aus­ge­stat­tetem Kugel­fall­vis­ko­si­meter messen.

Wie sieht dein/euer Pro­jekt­aus­blick aus? (Erneute Teilnahme mit diesem Projekt, Weit­erfor­schung, Wett­be­werbe, Fir­men­grün­dung, …)

Wir stellen unser Projekt bei einem fran­zö­si­schem Wett­be­werb vor.

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