Pengertian Fluida Non-Newtonian: Jenis, Perilaku, dan Penerapannya

Fluida non-Newtonian adalah fluida yang perilakunya tidak mengikuti perilaku yang diharapkan menurut hukum viskositas Newton. Dengan kata lain, hubungan antara tegangan geser dan laju geser tidak linier, melainkan bergantung pada sejarah aliran.

Dalam fluida Newtonian, viskositasnya konstan dan hubungan antara tegangan geser dan laju geser adalah linier. Namun, dalam fluida non-Newtonian, viskositas berubah seiring laju geser atau sejarah aliran. Artinya, perilaku fluida pada kondisi laju geser atau riwayat aliran yang berbeda akan berbeda dengan perilaku fluida Newtonian.

Ada beberapa jenis fluida non-Newtonian, antara lain:

1. Cairan pengencer geser: Cairan ini memiliki viskositas yang lebih rendah pada laju geser yang lebih tinggi. Artinya, viskositasnya menjadi berkurang seiring dengan meningkatnya laju geser. Contohnya termasuk saus tomat dan cat.
2. Cairan pengental geser: Cairan ini memiliki viskositas lebih tinggi pada laju geser lebih tinggi. Ini berarti bahwa mereka menjadi lebih kental seiring dengan meningkatnya laju geser. Contohnya termasuk suspensi tepung maizena dan gel dilatan.
3. Cairan tiksotropik: Cairan ini memiliki viskositas yang menurun seiring waktu di bawah tekanan geser yang konstan. Ini berarti bahwa bahan tersebut menjadi kurang kental karena terkena tegangan geser yang konstan untuk jangka waktu yang lebih lama. Contohnya termasuk tanah liat dan gelatin.
4. Fluida rheopectic: Fluida ini memiliki viskositas yang meningkat seiring waktu di bawah tekanan geser yang konstan. Artinya, bahan tersebut menjadi lebih kental karena terkena tegangan geser yang konstan dalam jangka waktu yang lebih lama. Contohnya termasuk kaca cair dan beberapa larutan polimer.

Cairan non-Newtonian menunjukkan berbagai perilaku, termasuk ketidakstabilan aliran, pola aliran nonlinier, dan sifat penyembuhan diri. Mereka ditemukan dalam banyak aplikasi alam dan industri, seperti dalam studi reologi darah, perilaku suspensi dan emulsi, dan aliran cairan kompleks dalam pipa dan tangki pencampur.