Tiksotropia
Tiksotropia on tiettyjen geelien tai nesteiden ominaisuus, joka on viskoosia (paksua) normaaliolosuhteissa, mutta virtaa (muuttuu ohuemmaksi, vähemmän viskoosiksi) ravistettaessa, sekoitettaessa tai muulla tavoin rasitettuna.
Teknisemmin ilmaistuna: joissakin ei-newtonilaisissa nesteissä viskositeetti muuttuu; mitä kauemmin nesteeseen kohdistuu leikkausjännitys, sitä alhaisempi sen viskositeetti on. Tiksotrooppinen neste on neste, jonka tasapainoviskositeetin saavuttaminen kestää rajallisen ajan, kun leikkausnopeus muuttuu asteittain. Monet geelit ja kolloidit ovat tiksotrooppisia materiaaleja, joilla on vakaa olomuoto levossa, mutta jotka muuttuvat nestemäisiksi, kun niitä sekoitetaan.
Jotkin nesteet ovat antitiksotrooppisia: jonkin aikaa jatkuva leikkausjännitys aiheuttaa viskositeetin kasvua tai jopa jähmettymistä. Jatkuva leikkausjännitys voidaan aiheuttaa ravistamalla tai sekoittamalla. Ne ovat paljon harvinaisempia.
Luonnolliset esimerkit
Hiekalla kävellessä on yleinen kokemus, että paikoin hiekka nesteytyy kävellessä. Tämä on tiksotrooppinen reaktio paineeseen. Äärimmillään juoksuhiekka voi olla vaaraksi ihmiselle ja eläimille.
Jotkin savet ovat tiksotrooppisia, ja niiden käyttäytymisellä on suuri merkitys rakenne- ja geoteknisessä suunnittelussa. Tästä ovat osoituksena maanvyörymät, joita esiintyy esimerkiksi Lyme Regisin kallioilla Dorsetissa ja Aberfanin katastrofissa Walesissa. Samoin lahar on vulkaanisen tapahtuman seurauksena nesteytynyt maamassa, joka nopeasti jähmettyy, kun se pysähtyy.
Geoteknisissä sovelluksissa käytettävät porauslietteet voivat olla tiksotrooppisia. Myös hunajamehiläisten hunajalla voi tietyissä olosuhteissa olla tämä ominaisuus (kanervahunaja).
Toinen esimerkki tiksotrooppisesta nesteestä on nivelneste, jota esiintyy joidenkin luiden välisissä nivelissä.
Joillakin savikerrostumilla, joita löydetään luolien tutkimisen yhteydessä, on tiksotropismia: aluksi kiinteältä vaikuttava savipenkka muuttuu soppamaiseksi ja luovuttaa kosteutta, kun sitä kaivetaan tai muutoin häiritään. Nämä savet ovat aikoinaan kerrostuneet matalan nopeuden puroista, joilla on taipumus kerrostaa hienorakeista sedimenttiä.
Näitä ominaisuuksia käytetään usein kaupallisissa tuotteissa, joita levitetään pinnoille, kuten maalissa tai hammastahnassa. Maalissa juoksevuus häviää nopeasti ja pinta kovettuu pysyvästi veden (tai öljyn) haihtuessa.
Kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys: Mitä on tiksotropia?
V: Tiksotropia on tiettyjen geelien tai nesteiden ominaisuus, joka on normaaliolosuhteissa viskoosia mutta virtaa, kun niitä ravistellaan tai sekoitetaan.
K: Mitä ovat ei-newtonilaiset nesteet?
V: Ei-newtonilaiset nesteet ovat nesteitä, joiden viskositeetti muuttuu. Mitä pidempään nesteeseen kohdistuu leikkausjännitys, sitä alhaisempi sen viskositeetti on.
K: Mikä on tiksotrooppinen neste?
V: Tiksotrooppinen neste on neste, jolla kestää rajallinen aika saavuttaa tasapainoviskositeetti, kun leikkausnopeus muuttuu asteittain.
K: Mitkä materiaalit ovat esimerkkejä tiksotrooppisista materiaaleista?
V: Monet geelit ja kolloidit ovat esimerkkejä tiksotrooppisista materiaaleista, joilla on vakaa olomuoto levossa, mutta jotka muuttuvat nestemäisiksi, kun niitä sekoitetaan.
K: Mitä ovat antitiksotrooppiset nesteet?
V: Antitiksotrooppiset nesteet ovat nesteitä, joiden viskositeetti kasvaa tai jotka jopa jähmettyvät, kun niihin kohdistetaan jatkuva leikkausjännitys.
K: Miten nesteeseen voidaan kohdistaa jatkuva leikkausjännitys?
V: Nesteeseen voidaan kohdistaa jatkuvaa leikkausjännitystä ravistamalla tai sekoittamalla.
K: Ovatko antitiksotrooppiset nesteet yleisiä?
V: Ei, antitiksotrooppiset nesteet ovat paljon harvinaisempia kuin tiksotrooppiset nesteet.
