الانسيابية

الانسيابية هي خاصية ترقق اللزوجة مع مرور الوقت . بعض المواد الهلامية أو السوائل السميكة أو اللزجة في الظروف الساكنة تتدفق (تصبح أقل لزوجة) بمرور الوقت عند رجها أو تحريكها أو تعريضها لإجهاد القص أو أي إجهاد آخر ( لزوجة متغيرة مع الزمن ). ثم تستغرق وقتًا محددًا للعودة إلى حالة أكثر لزوجة. ^{[ 1 ]} تُظهر بعض السوائل غير النيوتونية ذات اللزوجة المرنة تغيرًا في اللزوجة مع مرور الوقت ؛ فكلما طالت مدة تعرض السائل لإجهاد القص ، انخفضت لزوجته. السائل الانسيابي هو سائل يستغرق وقتًا محددًا للوصول إلى لزوجة التوازن عند تعرضه لتغير حاد في معدل القص. بعض السوائل الانسيابية تعود إلى حالة الهلام بشكل فوري تقريبًا، مثل الكاتشب ، وتُسمى السوائل المرنة . بينما يستغرق البعض الآخر، مثل الزبادي، وقتًا أطول بكثير وقد يصبح شبه صلب. العديد من المواد الهلامية والغروية مواد ثيكسوتروبية، تُظهر شكلاً مستقراً في حالة السكون ولكنها تصبح سائلة عند تحريكها. تنشأ الثيكسوتروبية لأن الجسيمات أو المواد المذابة ذات البنية المحددة تحتاج إلى وقت لتنظيم نفسها. ^{[ 2 ]}

بعض السوائل مضادة للتغير الانسيابي: حيث يؤدي إجهاد القص الثابت لفترة من الزمن إلى زيادة اللزوجة أو حتى التصلب. تُسمى السوائل التي تُظهر هذه الخاصية أحيانًا بالسوائل الانسيابية . السوائل المضادة للتغير الانسيابي أقل توثيقًا من السوائل الانسيابية. ^{[ 2 ]}

تُعزى العديد من مصادر ظاهرة الانسيابية إلى دراسات باور وكولينز باعتبارها أقدم مصدر لها. وفي وقت لاحق من عام 1923، بدأ باحثون آخرون تجاربهم على هذه الظاهرة، ثم بدأوا بالإبلاغ عن أن العديد من المواد الهلامية تتكون من معلقات مائية لأكسيد الحديد _{الثلاثي} (Fe₂O₃ ₎ .

ثم اكتشف هؤلاء الباحثون، ميويس وبارنز، وشاليك وسيجفاري، وهـ. فرويندليش، أنه بإمكانهم تحويل الجل إلى سائل بمجرد رجّ محتوياته. وقد وُجدت المزيد من المعلومات حول هذه المادة في العديد من المنتجات الأخرى دون علم مُصنّعيها. ^{[ 3 ]}

بعض أنواع الطين تتميز بخاصية الانسيابية، وتتأثر بالمعالجة الكيميائية الحرارية، ويُعدّ سلوكها ذا أهمية بالغة في الهندسة الإنشائية والجيوتقنية . ^{[ 4 ] [ 5 ]} وتُعدّ الانهيارات الأرضية ، كتلك الشائعة في المنحدرات المحيطة بمدينة لايم ريجيس في دورست ، وفي كارثة مخلفات التعدين في أبيرفان بويلز، دليلاً على هذه الظاهرة. وبالمثل، فإنّ الانهيار الطيني هو كتلة من التربة تسيّل بفعل حدث بركاني ، ثم تتصلب بسرعة بمجرد استقرارها.

قد تكون سوائل الحفر المستخدمة في التطبيقات الجيوتقنية ذات خاصية الانسيابية. وقد يُظهر عسل النحل هذه الخاصية أيضاً في ظل ظروف معينة (مثل عسل الخلنج أو عسل المانوكا ).

كل من السيتوبلازم والمادة الأساسية في جسم الإنسان يتميزان بخاصية الانسيابية، وكذلك السائل المنوي . ^{[ 6 ]}

تُظهر بعض رواسب الطين التي تُكتشف أثناء استكشاف الكهوف خاصية الانسيابية: إذ يتحول ضفة طينية تبدو صلبة في البداية إلى طين سائل وتُطلق الرطوبة عند الحفر فيها أو تحريكها. وقد ترسبت هذه الرواسب الطينية في الماضي بفعل تيارات مائية بطيئة السرعة تميل إلى ترسب رواسب دقيقة الحبيبات.

يُمكن تصور السائل الثيكسوتروبي بشكل أفضل من خلال نصل مجداف مغمور في الطين. غالبًا ما يؤدي الضغط على المجداف إلى تكوّن طين ثيكسوتروبي عالي اللزوجة (أكثر صلابة) على جانب الضغط العالي من النصل، وطين ثيكسوتروبي منخفض اللزوجة (شديد السيولة) على جانب الضغط المنخفض. ويكون التدفق من جانب الضغط العالي إلى جانب الضغط المنخفض من نصل المجداف غير نيوتوني (أي أن سرعة السائل لا تتناسب خطيًا مع الجذر التربيعي لفرق الضغط على نصل المجداف).

تتميز أنواع عديدة من الدهانات والأحبار، مثل البلاستيسولات المستخدمة في طباعة المنسوجات بالشاشة الحريرية، بخاصية الانسيابية. ^{[ 7 ]} في كثير من الحالات، يُفضّل أن يتدفق السائل بشكل كافٍ لتشكيل طبقة متجانسة، ثم يقاوم التدفق، مما يمنع الترهل على الأسطح العمودية. بعض الأحبار الأخرى، مثل تلك المستخدمة في الطباعة بتقنية CMYK ، مصممة لاستعادة لزوجتها بسرعة أكبر بعد تطبيقها، وذلك لحماية بنية النقاط من أجل دقة إعادة إنتاج الألوان.

توجد عدة طرق لاستخدام خاصية التغير الانسيابي؛ إحدى هذه الطرق، وهي الأكثر شيوعاً، هي استخدام خليط ثنائي الطور لنمذجة الخليط، مما يسمح له بالاستمرار دون الحاجة إلى معادلات إضافية عند تطبيق خاصية التغير الانسيابي على المواد المختلفة. ^{[ 8 ]}

يُعد الحبر الثيكسوتروبي (إلى جانب خرطوشة مضغوطة بالغاز وتصميم كرة القص الخاص) ميزة رئيسية في قلم فيشر الفضائي ، والذي يستخدم للكتابة أثناء رحلات الفضاء في انعدام الجاذبية من قبل برامج الفضاء الأمريكية والروسية.

معاجين اللحام المستخدمة في عمليات الطباعة في تصنيع الإلكترونيات هي معاجين انسيابية.

سائل تثبيت الخيوط هو مادة لاصقة انسيابية تتصلب في ظروف لاهوائية.

تم اقتراح خاصية التكسوتروبية كتفسير علمي لمعجزات تسييل الدم مثل معجزة القديس ياناريوس في نابولي . ^{[ 9 ]}

تستغل عمليات الصب شبه الصلبة، مثل الصب الانسيابي، خاصية الانسيابية لبعض السبائك (معظمها معادن خفيفة مثل المغنيسيوم). ضمن نطاقات حرارية محددة ومع تحضير مناسب، يمكن تحويل السبيكة إلى حالة شبه صلبة، مما يسمح بحقنها بانكماش أقل وخصائص أفضل بشكل عام مقارنةً بالصب بالحقن التقليدي .

يُستخدم السيليكا المدخن بشكل شائع كعامل لتحسين الخواص الريولوجية ، مما يجعل السوائل منخفضة اللزوجة ذات خاصية الانسيابية. وتتراوح الأمثلة من الأطعمة إلى راتنجات الإيبوكسي في تطبيقات الربط الهيكلي مثل وصلات الزاوية .

أثبتت خاصية الانسيابية (الثيكسوتروبية) فائدتها في العديد من الجوانب المتعلقة بمعجون الأسمنت. تسمح هذه الخاصية بتفكيك الأسمنت بطريقة تُمكّن المستخدم من وضع المعجون ببطء وبشكل مُتحكم فيه، مما يُتيح له التصلب والجفاف. ^{[ 10 ]}

تُستخدم خاصية الانسيابية أيضاً في سوائل الحفر نظراً لتركيبها الريولوجي. ويرتبط هذا الأمر بديناميكيات الحفر وكيف تؤثر الانسيابية على هذه الديناميكيات. ^{[ 11 ]}

على الرغم من أن خاصية الانسيابية (التغير التدريجي في اللزوجة) قد أثبتت فائدتها في مجالات تتعلق بالطين والأسمنت، إلا أن هذه الخاصية تنطوي أيضاً على العديد من الآثار الضارة. في محاولة لمنع تأثير الانسيابية على متانة الخرسانة، بدأ استخدام البوليمرات الكاتاتونية لموازنة هذه الخاصية، إلا أن هذا العامل ضروري لتسهيل عملية خلط الطين والمواد الأسمنتية. ^{[ 12 ]} لا توجد حالياً طريقة فعالة لموازنة تأثير الانسيابية مع السماح لها في الوقت نفسه بتفكيك المواد الموجودة في الأسمنت والطين.

الكلمة مشتقة من اليونانية القديمة θίξις ( thixis) بمعنى "لمس" (من thinganein بمعنى "يلمس")، و- tropy أو -tropous ، من اليونانية القديمة -τρόπος (tropos ) بمعنى "الدوران"، من τρόπος (tropos ) بمعنى "دوران"، من τρέπειν (trepein ) بمعنى "يدور، يتغير". ^{[ 13 ] [ 14 ]} وبالتالي، يمكن ترجمتها إلى شيء يدور (أو يتغير) عند لمسه. وقد ابتكرها هربرت فرويندليش في الأصل لتحويل المحلول الهلامي . ^{[ 15 ]}

• بلاستيك بينغهام
• كبريتات الكالسيوم
• تأثير كاي
• السليلوز النانوي
• بوليمر
• معجون سيللي
• اللزوجة المتغيرة مع الزمن

• تعريف مصطلح "الانسيابية" في قاموس ويكشنري