当你拧开一个奥利奥曲奇奶油中心,你模仿的标准测试流变学——研究的非牛顿材料流动扭曲时,按下,或强调。麻省理工学院的工程师们已经三明治饼干进行严格的材料测试中心去一个诱人的问题:为什么曲奇奶油坚持只有一个扭曲的分开时晶片?亚博网站下载
为什么曲奇奶油坚持只有一个扭曲的分开时晶片?麻省理工学院的工程师寻求答案。图片来源:麻省理工学院
“有迷人的问题试图让奶油均匀分布之间的两个晶片,这是非常困难的,”马克斯说粉丝,在麻省理工学院机械工程系本科。
追求答案,团队接受饼干在实验室标准流变学测试,发现无论味道或填料,奶油的中心一个奥利奥几乎总是坚持一薄片当扭曲打开。只有老盒曲奇奶油有时单独更均匀两个薄片之间。
研究人员还测量所需的扭矩拧开一个奥利奥,并发现它是类似于所需的扭矩转动门把手,约为需要扭开bottlecap。奶油的破坏应力,即得到所需的单位面积上的力流霜,或变形的两倍——是奶油芝士和花生酱,马苏里拉奶酪一样大。从奶油对压力的反应,研究小组将其纹理作为“浆糊”,而不是脆弱的,困难的,或橡胶。
为什么饼干的奶油抢到一边而不是分裂之间的均匀?生产过程可能是罪魁祸首。
“生产过程的视频显示,他们放下第一晶片,然后分配一个奶油球到晶片之前把第二晶圆上,“水晶欧文斯说,一位麻省理工学院的机械工程博士生研究复杂流体的性质。“显然这小延时可能会使冰淇淋棍第一晶片更好。”
团队的研究不仅仅是一种甜蜜的偏离基本的研究;这也是使流变学的科学可访问的机会。亚博老虎机网登录为此,研究人员设计了一个3 d-printable“Oreometer”——一个简单的装置,牢牢把握一个奥利奥曲奇和使用硬币和橡皮筋控制扭转力,逐步扭转饼干开放。说明桌面设备可以在这里找到。
这项新研究中,“Oreology、骨折和流的牛奶最喜欢的饼干,”今天出现在厨房里流动,液体的物理学》杂志的特刊。这是怀孕的早期Covid-19大流行,当许多科学家的实验室被关闭或难以访问。除了欧文斯和粉丝,合作者是机械工程教授加雷斯·麦金利和约翰·哈特。
糖果连接
标准测试流体流变学地方,泥浆或其他乐器的基础上可流动的材料称为流变仪。平行板上方的基地可以降低到测试材料。然后扭板作为传感器跟踪应用旋转和扭矩。
欧文斯,他经常使用实验室流变仪测试流体材料,如3 d-printable油墨,忍不住注意三明治饼干的相似性。亚博网站下载当她在新的研究中写道:
“科学、三明治饼干呈现出典型的平行板流变模型流体样本,奶油,在两平行板之间,晶片。当晶片counter-rotated、奶油变形流动,并最终断裂,导致分离的饼干分成两块。”
虽然奥利奥奶油没有拥有的属性,它被认为是一个“屈服应力流体”——软固体当镇定,开始流在足够的压力下,牙膏,结霜,某些化妆品、和混凝土。
好奇别人是否已经探索了奥利奥和流变学之间的联系,欧文斯提到2016年普林斯顿大学的一项研究发现,物理学家们首次报道,事实上,当用手扭奥利奥,奶油几乎总是发生在一个晶片。
“我们想建立在这看到实际上会导致这种效果,如果我们可以控制它,如果我们仔细安装奥利奥在流变仪,“她说。
奥利奥捻线机/ Oreometer
视频来源:麻省理工学院
饼干扭
在一个实验中,他们将重复多个各种馅料的饼干和口味,研究者在一个奥利奥的顶板和底板流变仪和应用不同程度的扭矩和角度旋转,并成功地扭曲的每个cookie的值分开。他们把测量到方程计算奶油的粘弹性,或流动性。对于每一个实验,他们也指出,奶油的“验尸的分布,“或者奶油后最终扭开。
,团队经历了大约20盒奥利奥,包括常规、夹心,和兆Stuf水平的填充,和常规,黑巧克力,和“黄金”晶片味道。令人惊讶的是,他们发现无论奶油填充或味道,奶油几乎总是分离到一个晶片。
“我们预期基于大小产生影响,”欧文说。“如果有更多奶油层之间,应该更容易变形。但这不是真的。”
奇怪的是,当他们每个cookie的结果映射到其原来的位置在盒子里,他们注意到奶油倾向于坚持面向内部的晶片,饼干盒子左边扭曲,右边的奶油了晶片,而奶油饼干右边分离主要是左边的晶片。他们怀疑这个盒子分布可能post-manufacturing环境影响的结果,如加热或拥挤,可能会导致奶油皮稍微远离外部晶片,甚至在扭曲之前。
获得的理解奥利奥奶油的属性可能适用于其他复杂的流体材料的设计。亚博网站下载
“我的3 d打印液体在同一类材料作为奥利奥奶油,”亚博网站下载她说。”这新的理解可以帮助我更好的设计墨水当我试图打印灵活的电子从泥浆的碳纳米管,因为他们变形几乎完全相同。”
至于饼干本身,她建议,如果内部的奥利奥晶片更变形,奶油可能控制更好的在双方和分裂更均匀扭曲。
“像他们现在,我们发现没有技巧把奶油均匀扭曲,“欧文斯总结道。
这项研究支持,部分由麻省理工学院此外项目和国防科学与工程研究生奖学金计划。亚博老虎机网登录
来源:https://web.mit.edu/