生活の中で、私たちはこのような状況に遭遇することがあります.水が入ったボウルがある場合、箸を使って特定の方向に素早くかき混ぜると、かき混ぜやすくなり、ボウル内の水も凹んだ渦を作ります.センターです。しかし、このボウルの水に小麦粉を加えると、結果は異なります。この時、再度かき混ぜるとかき混ぜにくくなり、箸を伝って生地が盛り上がってしまいます。この食い違いはなぜ起こるのでしょうか?
実際、ソフト凝縮物質物理学における流体の分類では、水とバッターは、ニュートン流体と非ニュートン流体という 2 つの異なるタイプの流体に属します。水、アルコール、空気など、自然界によくある多くの流体は「ニュートン流体」と呼ばれます。ほとんどの低分子量流体 (より小さな分子量) では、その等方性特性により、粘性係数は基本的に固定されたままであり、このタイプの流体はニュートン流体です。非ニュートン流体の粘性係数はせん断速度によって変化し、せん断速度が高いほど粘性が高くなります。つまり、このような流体を素早くかき混ぜようとすると、より大きな力を使わなければならず、速く動けば動くほど激しく感じます。このような非ニュートン流体には、多くの高分子 (分子量が大きい) の溶液と懸濁液が含まれます。
バッターは小麦粉に水を加えることによって生成され、小麦粉は天然の高分子化合物であるため、バッターは非ニュートン流体です.そのため、生地をかき混ぜるときは、かき混ぜる速度が速ければ速いほど生地の粘度が高くなり、必然的にかき混ぜにくくなります。
この時点で、上記の質問にさらに詳しく答えることができます。水は、箸でかき混ぜ続けると、遠心力で水分子が周囲に拡散するため、中央の水が少なくなり、凹んだ渦のようになり、かき混ぜればかき混ぜるほど、かき混ぜやすくなります。しかし、バッターの場合、小麦粉のポリマーは攪拌中に異方性構造を形成し、ポリマー鎖が伸びて箸に巻き付き、分子鎖自体がより強い回復弾性を生み出します。このように、これらの小麦粉の高分子は中心に向かって絞られ、「棒登り現象」(ワイセンベルグ効果とも呼ばれます)を形成し、かき混ぜにくくなります。