Nanojulekalender 11: køkkenets mærkelige materialer
I en blog om supermaterialer, er det selvfølgeligt sjovt at fortælle om futuristiske nanomaterialer der "en dag" vil transformere fremtiden. Men lad os her i den 11 kalenderluge (luge eller låge?) vende blikket indad, eller måske rettere hjemad - mod køkkenet, på jagt efter super- eller i al fald usædvanlige materialer. Det er nemlig også sjovt, og en god måde at få sine unger (eller sig selv) til at undres og måske mores.
Denne blog er til dels rettet mod børn og barnlige sjæle. Den går ud til Professor Kristian Mølhave på DTU Nanolab, som en af de største gør-det-selv fysiktosser jeg kender, og skaberen af DTUs massivt succesfulde fysikshow, der har vist flere hundrede tusinde børn og unge fysikkens forunderlige verden, og blandt andet fortalt mig om:
Ketchup.
Når du giver ketchupflasken et kæmpe "WHACK" 5 gange uden den mindste effekt, og du så med den sjette får alt, alt for meget ketchup ud på tallerknen, skyldes det en usædvanlig egenskab som ketchup i modsætning til de fleste væsker har: dens viskositet er ikke konstant, men afhænger af "shear stress". Det er et mål for de kræfter der virker på tværs af længderetningen af et objekt. I forhold til en ketchup flaske, kan man tænke på de kræfter der virker på tværs af flaskens retning. Ketchup er næsten et slags blødt fast stof, og har normalt i en meget høj viskositet - det kan næsten ikke flyde. Hvis ketchups viskositet var "normal", ville den være uafhængig af de ydre kræftpåvirkninger du udsætter den for.
Men det er den ikke. Det er en såkaldt ikke-Newtoniansk væske, og det betyder at Ketchups viskositet bliver mindre når det får et dunk. Dvs når et mekanisk stød frembringer shear stress - dvs kræfter der forsøger at få de forskellige lag i væsken til at blive revet fra hinanden, går de nærmest itu. I en glasflaske kan det være ganske svært at få ketchuppen ud, men ved at dunke den det helt rigtige sted (ikke bagi!) oppe omkring indsnævringen mod åbningen, kommer der fart i ketchuppen. I en plasticflaske kommer shear-stresset helt automatisk når du presser på siderne. Splat!
Vand
Skulle vand nu være noget specielt? Ja, vand er i høj grad specielt. Vand er en meget polær væske, og det vil sige at vandmolekylerne har en kraftig ladningsforskydning med iltatomet som den negative pol, og de to brintatomer som den positive. Hvis man tager sig lidt tid til at oplade en plasticpose, en plasticstang eller en ballon med lidt ladning (gnub f.eks. imod en sweater) kan du afbøje vandet i vandhanen ganske meget, som vist i videoen nedenfor. Det er et strålende eksperiment at lave med børn. Altså ikke tiltrække børn med statisk elektricitet, men... du forstår.
Vand er det rene fysik-IKEA fyldt med Do-it-yourself eksperimenter, og det er som regel dipolmomentet der er på spil.
- prøv f.eks. at se vand som lysleder, sjov med overfladespænding og kapillarkræfter og andet i videoen nedenfor. Hvis I keder jer derhjemme her i Corona-æraen er der næppe noget bedre end at lave opbyggelige og fornøjelige eksperimenter med dine børn, din ægtefælle eller dig selv!
Andre ideer er pH sensor lavet af rødkål, eller sjov med Maizena - majsstivelse - som også er en ikke-Newtoniansk væske, men som modsat ketchup får en HØJERE viskositet når det bliver udsat for pludselige ryk.
For de mere avancerede, anbefaler jeg bøger der fortæller madlavningsinteresserede om den spændende fysik og kemi bag mad og madlavning. Du kan starte med denne Open Access artikel, Physics in the kitchen af Peter Barham, og så måske rykke videre til de fremragende bøger: Science of Cooking (også af Peter Barham) eller On Food and Cooking: Science and Lore in the Kitchen (et digert værk, og virkelig spændende)
Forresten da nogle ret gode julegaver???
