Ce face ca „noroiul magic” din baseball să fie atât de special?

Din anii 1940, jucătorii de baseball au răspândit un tip special de „noroi magic” pe mingi noi de baseball pentru a reduce strălucirea lucioasă și pentru a oferi ulciorilor o priză mai fermă. Acum, oamenii de știință de la Universitatea din Pennsylvania au identificat exact ceea ce dă noroiului magic proprietățile sale speciale, potrivit unui hârtie nouă publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Înainte de apariția noroiului magic, mingile de baseball erau tratate cu un amestec de apă și pământ de pe teren sau, alternativ, suc de tutun sau lustruire pentru pantofi. Dar aceste substanțe au pătat și zgâriat suprafața de piele a mingii. Lena Blackburne a fost antrenor de bază a treia pentru Philadelphia Athletics în anii 1930, când un arbitru sa plâns de asta, așa că a căutat un noroi mai bun. Blackburne a descoperit acel noroi într-o locație încă secretă, pretins lângă Palmyra, New Jersey, și s-a născut o dinastie de baseball: Lena Blackburne Baseball Rubbing Mud. Odată recoltat, nămolul este strecurat, degresat de excesul de apă, clătit cu apă de la robinet și apoi supus unui „tratament propriu” secret înainte de a fi lăsat să se depună.

Cu toate acestea, nu au existat prea multe cercetări științifice despre noroiul magic, în afară de una studiu 2022. Știm destul de multe despre comportamentul complex al solului în general, inclusiv al noroiului. Potrivit autorilor, noroiul este în esență „o suspensie densă de particule predominant de argilă și nămol în apă”, uneori cu puțin nisip în amestec, deși acest lucru are puțin efect asupra comportamentului noroiului sub forțele de forfecare (reologie). Din punct de vedere tehnic, se încadrează în fluid non-newtonian categorie, în care vâscozitatea se modifică (fie îngroșare, fie subțiere) ca răspuns la o deformare aplicată sau la o forță de forfecare, depășind astfel granița dintre comportamentul lichid și cel solid.

Proprietățile reologice ale nămolului au fost studiate în contextul hazardelor naturale cum ar fi alunecările de noroi și curgerile de moloz, precum și pentru dragare și navigație. Toate acele particule se adună în agregate. În subțierea prin forfecare, o forță de forfecare va sparge acele agregate și va alinia particulele cu fluxul; vâscozitatea va scădea pe măsură ce crește viteza de forfecare.

Reologia este relevantă pentru modul în care noroiul magic poate mânji și acoperi o minge de baseball. Un alt factor este modul în care frecarea și aderența intră în joc pe suprafața mingii de baseball odată ce noroiul magic s-a uscat – tribologia acestuia. Majoritatea cercetărilor anterioare s-au concentrat pe frecarea în medii granulare, cum ar fi nisipul, deși s-au lucrat și asupra modului în care noroiul uscat crește aderența și frecarea pe suprafețele de sticlă – relevant pentru modul în care se depune praful pe panourile solare în medii umede.

Strângerea cu noroi în laborator

Shravan Pradeep de la UPenn a efectuat experimente pentru a înțelege proprietățile de curgere și prindere ale „noroiului magic” al MLB.

Credit: Eric Sucar/Universitatea din Pennsylvania

Așa că, atunci când un scriitor sportiv l-a abordat pe Shravan Pradeep de la Universitatea din Pennsylvania cu privire la analiza noroiului magic pentru a înțelege compoziția și comportamentul curgerii acestuia, Pradeep a decis să efectueze un set de experimente. Pe baza cercetărilor anterioare asupra noroiului, el și coautorii săi au crezut că noroiul magic ar prezenta un comportament de subțiere prin forfecare atunci când este răspândit într-un strat subțire și uniform pe o minge de baseball. Și pe măsură ce noroiul se usca, particulele vor adera la suprafață, crescând frecarea.

Pentru a testa această ipoteză, Pradeep et al. a efectuat trei seturi de experimente, fiecare conceput pentru a analiza un factor complementar diferit. S-a uitat la comportamentul de răspândire a noroiului (reologie); unul a măsurat cât de lipicios este și de ce; iar al treilea a investigat ce efect are noroiul asupra frecării dintre minge de baseball și vârfurile degetelor unui ulcior. Au folosit un singur container de Lena Blackburne Baseball Rubbing Mud, achiziționat în 2022 și au testat noroiul folosind mingi de baseball licențiate de Major League Baseball.

În primul experiment, autorii au uns noroiul între două plăci și apoi le-au rotit, măsurând modificările de vâscozitate cu un reometru. În al doilea, au folosit un microscop cu forță atomică pentru a observa structura atomică a materialului pentru a afla mai multe despre ceea ce îl face lipicios. Al treilea experiment a necesitat un pic de ingeniozitate în ceea ce privește construirea aparatului. Au montat bucăți de piele de baseball noroiată pe plăci de bază acrilice și apoi au coborât o minge pentru a intra în contact cu suprafața. La început, au folosit o bilă de oțel, dar nu avea aceleași proprietăți elastice ca pielea umană. Așa că și-au făcut propria minge din PDMS, reglată cu atenție la aceeași elasticitate și au acoperit-o cu squalen sintetic pentru a imita secreția de sebum pe degete de către glandele sebale umane.

33 comentarii

1.