Hỗn hợp bột ngô và nước tạo ra loại dung dịch dẻo rắn tới mức có thể làm áo chống đạn

Trên đời này vẫn nhiều thứ kì dị bí ẩn. Bên cạnh quái vật hồ Lochness, đĩa bay của người ngoài hành tinh hai Khu vực 51, bột ngô hòa với nước là một trong những thứ như thế.

Nói vậy thôi chứ thứ dung dịch “nửa cứng nửa mềm” này cũng không bí ẩn đến thế nhưng ta vẫn phải công nhận, nó là một hiện tượng khá quái dị. Khi bị rung, chúng sẽ tạo ra những hình dáng kì lạ hay khi bạn chọc một ngón tay vào dung dịch này, nó sẽ không đóng miệng lỗ ngay lại.

Đặc biệt hơn, khi bạn tiến hành đấm nó, dung dịch này sẽ cứng lại và bạn không thể làm bột ngô bắn tung tóe được đâu. Nó thậm chí còn cứng đến mức ta đi lại được trên bề mặt của nó.

Được gọi với cái tên cũng khác lạ đúng như tính chất của nó, loại dung dịch pha giữa nước và bột ngô này có tên Dung dịch trái lý thuyết của Newton. Tên thế nào thì hiểu đúng như thế, dung dịch này khuông tuân theo quy luật mà Isaac Newton đã đề ra.

Tại sao mà dung dịch này có thể rắn lại đột ngột rồi lại trở lại trạng thái lỏng như thế được?

Nghiên cứu của các nhà khoa học đã đưa ra một lời giải thích hợp lý cho hiện tượng này.

“Thông thường, bột ngô di chuyển tự do trong nước”, nhà tiến sĩ vật lý Scott Waitukaitis tại Đại học Chicago nói. “Khi bạn đánh mạnh vào bề mặt nó, bột ngô trong nước sẽ dồn lên trên mặt dung dịch như tuyết dồn trước máy ủi vậy”.

“Vật va chạm sẽ nhanh chóng chạm phải bề mặt rắn và càng đẩy mạnh, bề mặt ấy sẽ càng rắn lại”.

Việc nghiên cứu này cũng không phải là chỉ để tiến hành cho vui, kết quả của nó có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cách phản ứng của các Dung dịch trái lý thuyết của Newton khác như xi măng ướt hay cát lún.

Trong thử nghiệm của mình, giáo sư Waitukaitis và nhà vật lý học Heinrich Jaeger đã đổi đầy dung dịch của nước và bột ngô vào trong một bồn tắm, sử dụng camera tốc độ cao để theo dõi cảnh một gậy kim loại đập vào bề mặt dung dịch sẽ ra sao.

Trong video thử nghiệm, bạn có thể thấy dung dịch rắn lại ngay ở khu vực va chạm giữa gậy sắt và bề mặt dung dịch. Thay vì hòa vào làn nước bột ngô, đầu gậy sắt ấn vào bề mặt tạo ra một vết lõm lớn.

Video quay chậm cảnh đầu chiếc gậy sắt được đập mạnh xuống bề mặt dung dịch bột ngô.

Việc nghiên cứu tính chất của loại dung dịch này gặp khó khăn ở chỗ nó quá đục, vì thế họ phải dung công nghệ X-quang để xem xét xem hiện tượng gì đã xảy ra trong quá trình va chạm.

Khi cây gậy va vào hỗn hợp bột ngô và nước này, họ thấy rằng nước ở giữa các hạt bột ngô tách ra xa khỏi khu vực va chạm, để lại nơi ấy một lớp hạt vật chất rất dày. Cây gậy đẩy vào càng mạnh, thì lớp dày ấy lại càng đặc lại.

“Dung dịch này có một thiết kế động học rất hay nhưng cũng rất đơn giản”, nhà toán học Michael Shelley từ Đại học New York, người tham gia nghiên cứu loại dung dịch này phát biểu.

Anh còn nói thêm rằng việc nghiên cứu này sẽ dẫn tới những ứng dụng khác của những loại Dung dịch trái lý thuyết của Newton này. “Một trong những lý do chúng ta thiết kế được máy bay là vì ta hiểu rõ được các tính chất vật lý, ví dụ như khí động lực học. Ta chưa có được điều đó với loại dung dịch kì lạ này, ta chưa có được một giả thuyết chi tiết về tính chất chính xác của nó”.

Những Dung dịch trái lý thuyết của Newton, theo một cách nào đó, rất hiệu quả trong việc hấp thụ và làm tiêu tan năng lượng, vì thế chúng có tiềm năng sử dụng trong việc lấp lỗ trống, cải thiện ô tô và máy bay, làm một vật liệu hoàn hảo cho đồ bảo vệ cơ thể như mũ bảo hiểm hay thậm chí cả áo chống đạn.

Anh Norman Wagner, một kỹ sư đến từ Đại học Delaware đã và đang nghiên cứu tạo ra một áo giáp chống đạn từ loại dung dịch này. Khi phủ lên áo giáp Kevlar một lớp dung dịch như vậy, ta sẽ có thể gia cố được áo giáp mà vẫn đảm bảo áo giáp nhẹ nhàng, đủ tính cơ động nhưng vẫn chống được đạn.

Trông vậy nhưng dung dịch này vẫn giữ cho nó một bài bí mật và chúng ta vẫn cần phải tiếp tục nghiên cứu. Theo anh Wagner nói, hạt của bột ngô tương đối lớn, các nhà khoa học phải tìm ra được hiện tượng kì lạ nào đã giữ được những hạt lớn như thế lại với nhau, tạo ra một lớp bề mặt cực kì rắn chắc.

Tưởng chừng đơn giản nhưng lại hóa phức tạp, một thứ dung dịch có vẻ đơn giản nhưng có lẽ sẽ giúp chúng ta có được một thế giới “rắn chắc” hơn, như chính bề mặt lớp dung dịch kia vậy. Ta cũng chờ xem.