유변학 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
'''유변학'''<ref>한국물리학회 물리학용어집 https://www.kps.or.kr/content/voca/search.php?et=en&find_kw=rheology</ref><ref>대한화학회 화학술어집 https://new.kcsnet.or.kr/?act=&vid=&mid=cheminfo&wordfield=eng&word=rheology</ref>(流變學, rheology) 또는 '''유동학'''<ref>대한의협 의학용어 사전 https://www.kmle.co.kr/search.php?Search=rheology&EbookTerminology=YES&DictAll=YES&DictAbbreviationAll=YES&DictDefAll=YES&DictNownuri=YES&DictWordNet=YES</ref>(혈류학)은 물질의 변형과 움직임을 연구하는 과학 분야이다. 콜로이드성 물질, 고분자 물질, 생체 물질 등의 복잡한 [[계면|계면성]] 또는 물리적, 화학적 조성을 가진 유동성 물질이 힘이나 에너지에 대하여 반응하는 탄력, 변형, 유동 등의 다양한 현상을 연구한다.<ref>(우리말샘) 유변학 https://opendict.korean.go.kr/dictionary/view?sense_no=246225</ref>

한편 이처럼 [[고체]], [[액체]], [[기체]] 등 물질의 상태에서 물질이 이들 2가지 이상 복합적인 성질을 보여주는 현상을 연구하는 학문을 유변학이라고 하는데 '리오(rheo-흐른다)'라는 [[그리스어]]에서 유래한다.<ref>[https://www.joongang.co.kr/article/3736817 중앙일보 - ‘유변학’을 아시나요]</ref>

여기에는 [[비뉴튼 유체|비뉴튼 유동]]이나 [[데버러 수]] 그리고 [[레이놀즈 수]] 등이 주요하게 관여한다.

==범위==
{{연속체 역학 맥락}}

==점탄성==
{{본문|점탄성}}

==무차원수==
=== 데버러 수 ===
{{본문|데버러 수}}

=== 레이놀즈 수 ===
{{본문|레이놀즈 수}}

[[유체 역학]]에서 [[레이놀즈 수]]는 [[점성]] 힘에 대한 [[관성력]](v<sub>s</sub>ρ)의 비율을 측정 한 값(μ/L)이다. 그리고 주어진 흐름 조건에 대해 이 두 가지 유형이 상대적 영향의 중요성을 정량화한다. 즉 낮은 레이놀즈 수에서는 점성 효과가 지배적이게 되며 흐름은 층류인 반면 높은 레이놀즈 수에서는 관성이 지배적이며 흐름은 난기류일 수 있다. 그러나 유동성은 고정 점도가 아닌 유동성 및 시간에 따라 변할 수 있는 유체와 관련되기 때문에 레이놀즈 수의 계산이 복잡할 수 있다.

이것은 유체 역학에서 가장 중요한 무차원수인 단위 중 하나이며 일반적으로 다른 무차원 숫자와 함께 사용되어 동적 유사성을 결정하기 위한 기준을 제공한다. 두 개의 기하학적으로 비슷한 흐름 패턴이 서로 다른 유속을 가진 서로 다른 유체에서 관련 무차원 수에 대해 동일한 값을 가지면 동적으로 유사하다고 한다.

레이놀즈 수의 정의는 다음 식과 같다.

:<math> Re = {\rho {{v_{s}^{2}\over{L}} }\over {\mu {{v_{s}}\over{L^2}} }}= {\rho v_{s} L\over \mu} = {v_{s} L\over \nu} </math>

여기에서 <math> v_s </math>는 유동의 평균 속도, <math> L </math>은 특성 길이(characteristic length), <math> \mu </math>는 유체의 [[점성 계수]](Dynamic Viscosity),<math> \nu </math>는 유체의 [[점성계수|동점성 계수]](Kinematic Viscosity), <math> \rho </math>는 유체의 [[밀도]]이다.

==측정==
==응용==

===재료과학===
==== 중합체 ====

====생체고분자====
====솔겔====

===지구물리학===

===생리학===
생리학에는 복잡한 구조와 구성을 가지고 있어 광범위한 점탄성 흐름 특성을 나타내는 많은 체액에 대한 연구가 포함된다. 특히 [[혈액유변학]](hemorheology)이라고 불리는 혈류에 대한 전문적인 연구가 있다. 이는 혈액과 그 요소([[적혈구]], [[백혈구]], [[혈소판]]을 포함한 [[혈장]] 및 형성된 구성요소)의 흐름 특성에 대한 연구이다. [[혈액 점도]](blood viscosity)는 혈장 점도, [[적혈구용적률]](hematocrit. 세포 성분의 99.9%를 구성하는 적혈구 부피 분율) 및 적혈구의 기계적 거동에 의해 결정된다. 따라서 적혈구 역학은 혈액의 흐름 특성을 결정하는 주요 요인이다.(안구 [[유리액]]은 특히 연령 관련 유리체 액화(vitreous liquefaction) 또는 [[합액]](synaeresis) 연구 중에 유변학적 관찰의 대상이 된다.)<ref>{{저널 인용|doi= 10.1055/s-2003-44551 |author= Baskurt OK, Meiselman HJ |title= Blood rheology and hemodynamics |journal= Seminars in Thrombosis and Hemostasis |volume=29 |issue= 5 |pages=435–450 |year=2003 |pmid= 14631543 |last2= Meiselman |s2cid= 17873138 }}</ref>

혈액학적 특성의 주요 특징은 정상 전단 흐름에서의 [[전단 박화]](shear thinning)이다. 혈액이 보여줄 수 있는 다른 비뉴턴적 유변학적 특성에는 [[거짓가소성]](pseudoplasticity), [[점탄성]] 및 [[요변성]](thixotropy)이 포함된다.<ref name="Beris-2021">{{저널 인용|last1=Beris |first1=Antony N. |last2=Horner |first2=Jeffrey S. |last3=Jariwala |first3=Soham |last4=Armstrong |first4=Matthew J. |last5=Wagner |first5=Norman J. |date=2021 |title=Recent advances in blood rheology: a review |journal=Soft Matter |volume=17 |issue=47 |pages=10591–10613 |doi=10.1039/D1SM01212F |pmid=34787149 |arxiv=2109.05088 |bibcode=2021SMat...1710591B |s2cid=237492003 }}</ref>

====적혈구 응집====
현재 혈류 예측과 [[전단박화]](shear thinning) 반응을 설명하는 두 가지 주요 가설이 있다. 두 모델은 또한 가역적 적혈구 응집의 추진력을 입증하려고 시도하지만 그 메커니즘은 여전히 논쟁 중이다. 적혈구 응집은 혈액 점도와 순환에 직접적인 영향을 미친다.<ref name="Lee-2017">{{저널 인용|last1=Lee |first1=Kisung |last2=Wagner |first2=Christian |last3=Priezzhev |first3=Alexander V. |date=2017 |title=Assessment of the "cross-bridge"-induced interaction of red blood cells by optical trapping combined with microfluidics |journal=Journal of Biomedical Optics |volume=22 |issue=9 |pages=091516 |doi=10.1117/1.JBO.22.9.091516 |pmid=28636066 |bibcode=2017JBO....22i1516L |s2cid=27534435 |doi-access=free }}</ref> [[혈액유변학]](hemorheology)의 기초는 다른 생체유체의 모델링을 위한 정보도 제공할 수 있다.<ref name="Beris-2021" /> 가교 또는 "교차 가교"(cross-bridging) 가설은 거대분자가 인접한 적혈구를 물리적으로 가교하여 염주<ref>대한의협 의학용어 사전, 대한해부학회 의학용어 사전 https://www.kmle.co.kr/search.php?Search=rouleaux&EbookTerminology=YES&DictAll=YES&DictAbbreviationAll=YES&DictDefAll=YES&DictNownuri=YES&DictWordNet=YES</ref>(rouleaux, 군집) 구조로 만든다는 것을 암시한다. 이는 적혈구 표면에 거대분자가 흡착되면서 발생한다.<ref name="Beris-2021" /><ref name="Lee-2017" /> 공핍층(depletion layer) 가설은 반대 메커니즘을 제안한다. 적혈구의 표면은 고갈층(depletion layer)이 겹쳐서 생성되는 삼투압 구배에 의해 서로 결합된다.<ref name="Beris-2021" /> 염주(rouleaux) 응집 경향의 효과는 전혈 유변학에서 [[적혈구 용적률]]과 피브리노겐 농도로 설명할 수 있다.<ref name="Beris-2021" /> 연구자들이 사용하는 일부 기술은 시험관 내에서 세포 상호작용을 측정하기 위한 광학적 트래핑(optical trapping)과 미세유체학(microfluidics)이다.<ref name="Lee-2017" />

====질병 및 진단====
점도 변화는 과다점성(hyperviscosity), 고혈압, 겸상 적혈구 빈혈, 당뇨병과 같은 질병과 관련이 있는 것으로 나타났다.<ref name="Beris-2021" /> [[혈류학]](hemorheology)적 측정 및 게놈 테스트 기술은 예방 조치 및 진단 도구 역할을 한다.<ref name="Beris-2021" /><ref>{{저널 인용|last1=Hurst |first1=Anna C. E. |last2=Robin |first2=Nathaniel H. |date=2020 |title=Dysmorphology in the Era of Genomic Diagnosis |journal=Journal of Personalized Medicine |volume=10 |issue=1 |pages=18 |doi=10.3390/jpm10010018 |pmc=7151624 |pmid=32192103 |doi-access=free }}</ref>

[[혈류학]]은 노화 효과, 특히 혈액 유동성 장애와도 상관관계가 있으며, 연구에 따르면 신체 활동이 혈류학의 농축을 개선할 수 있는 것으로 나타났다.<ref>{{저널 인용|last1=Simmonds |first1=Michael J. |last2=Meiselman |first2=Herbert J. |last3=Baskurt |first3=Oguz K. |date=2013 |title=Blood rheology and aging |journal=Journal of Geriatric Cardiology |volume=10 |issue=3 |pages=291–301 |doi=10.3969/j.issn.1671-5411.2013.03.010 |doi-broken-date=2024-06-06 |pmid=24133519 |pmc=3796705 }}</ref>

==== 캐손 유체 ====
[[비뉴튼 유체]] 중 [[캐손 유체 모델]](Casson fluid)에서 [[전단 응력]]과 [[전단율]] 사이의 관계는 혈액에서의 경우 다음과 같이 정의될 수 있다.<ref>[https://www.hindawi.com/journals/jam/2013/583809/ Mathematical Analysis of Casson Fluid Model for Blood Rheology in Stenosed Narrow Arteries]</ref><ref>[https://file.scirp.org/pdf/JAMP_2015063015374916.pdf Analysis of Casson Fluid Flow over a Vertical Porous Surface with Chemical Reaction in the Presence of Magnetic Field]</ref>

:<math>\sqrt{\tau} =S\sqrt{{dV \over dy}} +\sqrt{\tau _0}  </math>
:<big>𝜏</big> = Shear stress([[전단응력]])

:<math>\tau_0</math> <big>= yield stress</big>([[항복응력]])

:<math>{{dV}\over{dy}}</math>= [[전단율]](Shear rate)

:<math>S = \left({\mu \over (1-H)^\alpha}\right)^\left ( \frac{1}{2} \right )</math>, µ = [[점도|점성]](Viscosity), α : 단백질 구성 정도 , H = [[헤마토크릿]] 수

이때 <math>S</math>는 캐손점도(Casson viscosity)이다.

===동물학===
===식품 유변학===
===콘크리트 유변학===
===충전 중합체 유변학===

==유변학자==

== 같이 보기 ==
{{위키공용분류}}
* [[유체역학]]
* [[연속체 역학]]
* [[순응도]](compliance, [[유순도]], [[순응]], [[유순]])
* [[되튐 (유변학)]]
* [[혈류학]](hemorheology, [[혈류동태학]], [[혈액유변학]])
* [[층류]](laminar flow)
* [[난류 (역학)]]
* [[μ(I) 유변학]]: 알갱이 흐름에 대한 유변학의 하나의 모형

== 각주 ==
{{각주}}
* [https://file.scirp.org/pdf/JAMP_2015063015374916.pdf Analysis of Casson Fluid Flow over a Vertical Porous Surface with Chemical Reaction in the Presence of Magnetic Field]
* [https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/JZ068i011p03515 Viscosity‐depth profiles according to the Ree‐Eyring viscosity relations ,Melvin A. Cook,First published: 1 June 1963]{{깨진 링크|url=https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/JZ068i011p03515 }}

{{전거 통제}}

[[분류:유변학| ]]
[[분류:유체역학]]
[[분류:마찰학]]