Fenomena Tegangan Permukaan dan Viskositas

Beberapa observasi menunjukkan bahwa permukaan zat cair berprilaku seperti membran yang teregang karena tegangan. Sebagai contoh setetes air di ujung keran menetes atau air yang tergantung dari dahan kecil pada embun pagi hari yang membuat bentuk hampir bulat seperti balon kecil yang berisi air. 

Pada gambar diatas, permukaan zat cair berperilaku seakan-akan mengalami tegangan, dan tegangan ini yang bekerja sejajar dengan permukaan yang muncul dari gaya tarik antar molekul. Efek ini dikarenakan adanya tegangan permukan. Tegangan Permukaan zat cair adalah kecendrungan permukaan zat cair untuk menegang sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. Untuk lebih jelas lihat videony disini.

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas (kekentalan) fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Zat cair lebih kental (viskositasnya) daripada gas, sehingga untuk mengalirkan zat cair diperlukan gaya yang lebih besar dibandingkan dengan gaya yang diberikan untuk mangalirkan gas.

Untuk lebih jelasnya lihat videonya disini

Fenomena pada Ular

Banyak orang percaya bahwa ular menyuntikkan bisa beracun ke dalam tubuh korbannya menggunakan taring berlubang. Faktanya, sebagian besar ular dan reptil berbisa lainnya tak mempunyai gigi taring berlubang. Kini para fisikawan mengetahui trik yang digunakan binatang itu untuk memasukkan bisa beracunnya ke dalam kulit korbannya.

Selama bertahun-tahun, Leo von Hemmen, ahli biofisika di TU Muenchen, dan Bruce Young, ahli biologi di University of Massachusetts Lowell, telah meneliti indra pendengaran ular. Ketika mendiskusikan toksisitas ular, mereka menyadari bahwa hanya sedikit ular yang menginjeksikan bisanya ke tubuh korban menggunakan taring berlubang. Meski sebagian besar reptil berbisa tak memiliki taring berlubang, mereka adalah predator efektif.

Hanya sekitar sepertujuh dari seluruh ular berbisa, seperti ular derik, mengandalkan trik taring berlubang. Ular lainnya mengembangkan sistem lain, seperti ular mangrove pit viper (Boiga dendrophila). Menggunakan taring kembarnya, ular Boiga melubangi kulit korbannya. Bisa mengalir masuk ke luka di antara gigi dan jaringan. Namun ada cara lain yang lebih mudah, banyak taring mempunyai lekukan untuk mengalirkan bisa ke dalam luka. 

Para ilmuwan penasaran bagaimana metode sederhana seperti itu bisa sangat berhasil dari sudut pandang evolusioner. Bulu burung, misalnya, dapat dengan mudah mengibaskan bisa yang mengalir sepanjang lekukan terbuka. Untuk mengungkap misteri itu, mereka menyelidiki tegangan permukaan dan kekentalan berbagai bisa ular. Pengukuran tersebut memperlihatkan bahwa bisa ular sangatlah kental.

Tegangan permukaan bisa ular cukup tinggi, hampir sama dengan air. Hal itu menyebabkan energi permukaan menarik tetesan bisa ke lekukan taring, lalu menyebar. Dalam perjalanan evolusi, ular beradaptasi terhadap mangsanya menggunakan kombinasi geometri lekukan taring optimal dan viskositas bisa. Ular yang memangsa burung mengembangkan lekukan yang lebih dalam agar cairan bisa kental tak tersapu oleh bulu burung.

Para ilmuwan juga menemukan jawaban bagaimana ular memasukkan bisanya ke kulit mangsanya dan memicu timbulnya efek mematikan. Dalam soal ini, ular mengembangkan trik dalam evolusinya. Ketika ular menyerang, lekukan taring dan jaringan di sekitarnya membentuk sebuah kanal. Jaringan akan menyerap bisa lewat kanal tersebut. 

Bisa ular memiliki struktur khusus untuk mendukung efek tersebut. Sama seperti saus tomat, yang menjadi lebih cair ketika dikocok, tekanan yang muncul dari isapan itu menyebabkan kekentalan bisa berkurang, membuatnya dapat mengalir dengan mudah melewati kanal dengan cepat karena pengaruh tegangan permukaan.

Von Hemmen menyebut karakteristik substansi ini sebagai cairan non-Newtonian. Trik ini sangat praktis bagi ular. Selama tak ada mangsa yang terlihat, bisa dalam lekukan taring akan tetap kental dan lengket. Ketika ular menyerang, cairan beracun akan mengalir sepanjang lekukan taring, memasuki luka, dan menimbulkan efek mematikan.