Bubur tepung jagung dan air jauh lebih aneh daripada jumlah bagian-bagiannya. Gerakkan perlahan, dan mengalir seperti cairan; pukul atau belok cepat, dan terkunci seperti padatan.
Goo itu sangat aneh sehingga ia mendapatkan ketenaran Seusia (dan sebuah nama) dalam “Bartholomew and the Oobleck,” di mana substansi itu hampir menyegel nasib Kerajaan Didd.
Di luar dongeng, oobleck adalah bahan pokok laboratorium sains dan kelas prasekolah. Sekarang, para peneliti telah menciptakan model komputer 3-D pertama yang dapat memprediksi perilaku zat yang tampaknya misterius, mungkin membuka pintu untuk penggunaan oobleck yang jauh lebih serius. (Apakah model ini akan menyelamatkan Kerajaan Didd atau tidak, kita tidak akan pernah tahu.)
"Mungkin ada cara untuk menggunakan bahan ini dengan cara yang belum kita pikirkan, di mana Anda dapat mendesainnya untuk berubah menjadi perilaku yang solid dalam keadaan yang sangat, sangat spesifik," kata pemimpin studi Ken Kamrin, seorang insinyur mesin di Institut Teknologi Massachusetts. Salah satu contoh, kata Kamrin kepada Live Science, mungkin pakaian pelindung yang bisa bergerak dan mengalir secara fleksibel kecuali jika mengenai keras, dalam hal ini akan menjadi kaku dan bertindak seperti perisai.
Cairan yang tidak biasa
Oobleck adalah cairan non-Newtonian, istilah untuk cairan yang mengubah viskositas (betapa mudahnya mereka mengalir) di bawah tekanan. Ketika Anda menjalankan jari-jari Anda perlahan-lahan melalui tepung jagung dan air, ia bertindak seperti cairan, tetapi menerapkan kekuatan cepat, dan itu mengeras, membengkokkan dan bahkan merobek.
"Ini benar-benar seperti cairan jika Anda memindahkannya perlahan, tapi itu melakukan semua yang Anda harapkan dari benda padat jika Anda bermain dengan cepat," kata Kamrin.
Setelah melihat ceramah ilmiah tentang sifat-sifat oobleck, Kamrin dan rekan-rekannya meluncurkan debat internal yang "sangat sehat" tentang bagaimana tepung jagung dan air mungkin berbeda dari bahan granular basah lainnya. Ilmuwan dan timnya biasanya fokus pada aliran pasir, kerikil dan bahan industri lainnya. Tetapi tepung jagung berbeda, katanya, sebagian besar karena partikelnya sangat kecil. Partikel tepung jagung berukuran mikron hingga 10 mikron, lebih kecil dari diameter rambut manusia.
Pada ukuran ini, partikel rentan terhadap gaya termal dan listrik terkecil, kata Kamrin. Akibatnya, partikel tepung jagung dalam air sebenarnya saling tolak sedikit, terpisah oleh kekuatan yang terlalu lemah untuk menabrak sesuatu yang sebesar butiran pasir. Gaya tolak ini membantu aliran lumpur, karena partikel-partikel lebih suka lapisan cairan di antara itu. Tetapi ketika terjepit bersama, gesekan mengambil alih dan partikel bergerak seperti benda padat.
Membuat model
Kamrin dan timnya memulai dengan model komputer dari pasir basah yang telah mereka kembangkan, membuat penyesuaian untuk meniru tepung jagung basah yang lebih baik. Yang paling penting, mereka menambahkan variabel tambahan untuk memprediksi berapa banyak butiran tepung jagung yang saling bersentuhan di daerah cairan tertentu. Variabel ini, yang secara bergurau disebut Kamrin sebagai "clumpiness," memungkinkan model untuk menentukan seberapa padat atau cair-seperti oobleck itu.
Model yang diuraikan 27 September dalam jurnal Proceedings of National Academy of Sciences, dapat digunakan untuk mensimulasikan reaksi oobleck terhadap berbagai kekuatan, seperti terjepit di antara dua lempeng atau dipukul dengan proyektil. Para peneliti juga menguji model dengan "roda" virtual dengan menjalankannya di atas tangki oobleck, menemukan bahwa semakin cepat roda berjalan, semakin kencang permukaan oobleck.
Eksperimen itu menggemakan satu potensi penggunaan oobleck sebagai isian sementara untuk lubang, kata Kamrin. Di jalan dengan batas kecepatan yang cukup tinggi, satu kantong oobleck (atau material mirip oobleck) dapat dibuang di lubang, berubah bentuk untuk mengisi kekosongan dan beralih ke benda padat saat ditabrak oleh roda mobil.
Ketika para ilmuwan bahan menjadi lebih tertarik pada sifat aneh oobleck, model baru ini dapat berguna untuk menguji aplikasi secara virtual, kata Kamrin.
"Pada dasarnya Anda dapat mencoba mendesain di komputer menggunakan model," katanya, "dan begitu Anda berpikir Anda memiliki protokol yang tepat, Anda dapat membuat sesuatu."
Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.
