ダイラタンシー
2018年現在、ダイラタンシーを応用した新素材はまだ研究中である。米BAE Systems社は、細かいセラミックの粒子を溶かした液体をケブラー素材に染み込ませることで「リキッドアーマー」と呼ばれる防弾チョッキを開発しようとしているが、まだ実現されていない。youtube等にある「リキッドアーマー」とされる動画は、BAE Systems社の”コンセプト動画”(CG)やあるいはニュース番組等が制作したCGであって、2018年現在、実際に「リキッドアーマー」のような防弾素材が実用化されているわけではないことには強く留意する必要がある。
科学的には、ケブラー繊維に染みこませたダイラタント流体はすでに流体ではなく、そのような物体がダイラタンシーをもつかについては不明である。米BAE Sysytems社は「可能である」と主張している。
すべての物質は固体・液体・気体に分けられる。しかし、砂・砂利・土・穀物・小麦粉・セメントなどの性質はある大きさの1個の固体の性質とは違っている。これらは粉粒体と呼ばれ、その性質が研究され、また利用されている。粉粒体の性質を初めて科学的に研究したのはマイケル・ファラデーと言われる。粉粒体の性質で固体と著しく違うものに体積の変化がある。これはオズボーン・レイノルズにより初めて研究された。
1885年に出版された論文で、レイノルズは、「稠密に充填されしなやかな袋に入れられた粉粒体は、袋が変形する際に必ず体積が増える。袋が変形できるものであっても伸縮性がない場合には、加えた力によって袋が破れてしまうか粉粒体の粒子が壊れてしまうまで、どんな変形も不可能である」と観察結果を報告している。この観察結果は、今なお、粉粒体の物理の最も重要な原理の一つであり続け、レイノルズの膨張の原理(dilatancy principle)として知られるようになった。それは、以下での実験にも見られる現象である。
濡れた砂浜を歩くと、足跡のまわりが乾いて見える現象は膨張の原理で説明できる。
即ち、足が地面を押えつけると砂は局所的に体積を増やして変形し、そのため粒子間の間隙が増えて、それが表面の水を吸い込むため、まわりが乾いたかのような錯覚を与える。ここで特筆すべきことは、レイノルズの原理の前提、特に粉粒体が「稠密に充填されている」という条件は、絶対に欠かせないことである。体積が変化するのは粒子の配列が変わるためであり、固体・液体・気体の体積は全方向から圧縮すると変わる(圧縮力が減ると増える)が、粉粒体はせん断するだけで増える。
このようにダイラタンシーはもともとは粉粒体の体積(容積)が変化することであるが、粉粒体のすき間にある液体や気体が体積変化に伴って粉粒体から急に出たり吸いこまれたりすることにより、予想しにくい現象が起きるため、そちらが注目されるようになった。例えば濡れた手ぬぐいを絞ると水が出てくるが、濡れた砂に急に力を加えると砂から水が引いて乾いて見える。「少量の液体を含んだ粗大粒子系が急激な歪みをうけることにより硬化する現象はダイラタンシーといわれる」という定義が出てくる。