Rheopexie
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Rheopexie ist die Eigenschaft eines Fluids, nach einer Scherung eine höhere Viskosität zu zeigen. Rheopexie ist stark zeitabhängig und bedeutet, dass die Viskosität bei konstanter Scherung mit der Zeit ansteigt.
Dieses Verhalten ist eng verwandt mit der Dilatanz, bei der die Viskosität nur während der Scherung höher ist. Dilatanz kennzeichnet sich im Gegensatz zur Rheopexie dadurch aus, dass sie nicht Zeitabhängig ist, sondern nur von der Scherung abhängt. Die Ursache für beide Phänomene ist ähnlich: Die Struktur im Fluid ändert sich, so dass stärkere Wechselwirkungen zwischen den Partikeln auftreten. Nach der Einwirkung der Scherkraft relaxiert diese Strukturänderungen nicht sofort.
Das gegensätzliche Verhalten wird Thixotropie genannt. Hierbei sinkt die Viskosität mit der Zeit. Rheologie ist die Wissenschaft, die sich mit dem Verformungs- und Fließverhalten von Materie beschäftigt.
Beispiele für rheopexe Fluide:
- Trockener Sand zeigt so ein Verhalten, das leicht im Experiment überprüft werden kann:
- In eine Luftballonhülle wird etwas trockener Sand eingefüllt, soviel, dass das Gummi gerade noch nicht gedehnt wird, und der Ballon dann verknotet. Noch fühlt sich der Sandbeutel weich an, beim Daraufdrücken entstehen nur kleine Scherkräfte. Wirft man den Beutel jedoch kräftig auf den Boden, so wird er beim Auftreffen stark verformt, es entstehen hohe Scherkräfte. Der Beutel hält danach seine Verformung und fühlt sich sehr stabil an. Der Sand hat sich unter Einwirkung der Scherkräfte verhakt und ist dadurch so stabil geworden. Die Ballonhülle sorgt nur dafür, das sich die Sandkörner auf der Oberflächen nicht lösen können, was ansonsten sofort den Sandklumpen zerfallen lassen würde.
- In einen zylinderförmigen Behälter wird ein Stab gestellt und der Behälter dann mit trockenem Sand gefüllt. Durch Klopfen an den Behälter wird der Sand anschließend noch verdichtet. Wenn man nun den Stock nach oben zieht, wird der Sand geschert, die Sandkörner verhaken sich und der der ganze Behälter bewegt sich mit nach oben. Aber Vorsicht: nach einiger Zeit relaxieren die Sandkörner, können aneinander vorbeigleiten und der Stock löst sich und der Behälter fällt nach unten.
- Stärkebrei, siehe in Dilatanz
- Visco-Kupplungen schließen die Kupplung, wenn die Scherkraft zu groß wurde und bleiben danach auch geschlossen.
