Lichidele se pot rupe ca și solidele, o descoperire care surprinde comunitatea științifică, punând sub semnul întrebării modul în care înțelegem mecanica fluidelor. Cercetătorii de la Drexel University (SUA) și ExxonMobil au făcut o descoperire uluitoare: lichidele vâscoase, supuse unor forțe intense, pot prezenta un punct de rupere, similar solidelor. Această revelație are potențialul de a schimba abordarea în domenii diverse, de la imprimarea 3D la procesele biologice.
Un fenomen surprinzător
Inițial, chiar și cercetătorii au fost surprinși de rezultate. „Fractura a produs un sunet puternic, ca o pocnitură, care m-a speriat”, a declarat ingeniera chimistă Thamires Lima. Echipa a efectuat teste repetate pentru a confirma observațiile. Experimentele au implicat plasarea lichidelor între două plăci metalice și aplicarea forței, totul fiind înregistrat cu camere de mare viteză. Prima „rupere” a apărut când lichidul a fost tras cu o forță comparabilă cu greutatea unui sac de cărămizi, aplicată pe o suprafață foarte mică.
Fenomenul a fost inițial observat într-un amestec de hidrocarburi asemănător gudronului, extinzându-se ulterior și la un oligomer de stiren, sugerând că vâscozitatea joacă un rol crucial. În lichidele mai groase, tensiunea internă se acumulează diferit față de cele fluide. Rezultatele indică faptul că lichidele vâscoase pot crăpa chiar și atunci când sunt întinse lent, dar forța necesară pentru rupere rămâne aproximativ aceeași.
Implicații pentru știință
„Descoperirile noastre arată că, dacă este supus unui stres suficient, un lichid simplu ajunge la un punct critic în care se fracturează ca un solid”, explică Lima. Cercetătorii cred că acest comportament ar putea fi valabil pentru multe lichide obișnuite, inclusiv apa sau uleiul. Un aspect important este viteza la care apar aceste fracturi: între 500 și 1.500 de metri pe secundă.
Acest comportament este compatibil cu fenomenul de cavitație, teoretizat de mult timp. Conform acestei idei, o tensiune suficient de mare poate crea o mică bulă de vid în interiorul lichidului, contribuind la ruperea acestuia. Procesul are loc extrem de rapid, ceea ce face dificilă observarea în detaliu, dar existența lui oferă noi direcții de cercetare. Oamenii de știință vor să afle acum dacă fenomenul apare și în alte tipuri de lichide și în condiții mai puțin controlate.
Viitorul cercetării
Printre aplicațiile posibile se numără imprimarea cu jet de cerneală și robotica moale. Această descoperire arată că lichidele încă ascund proprietăți neașteptate, iar pe măsură ce tehnologia avansează, este foarte probabil să mai apară surprize. „Acum că am identificat acest comportament neprevăzut, următorul pas este să înțelegem de ce apare și cum se manifestă în alte lichide. Va fi interesant și să vedem cum poate fi folosit în aplicații precum producția de fibre sau alte procese care implică lichide vâscoase”, adaugă Lima. Studiul a fost publicat în revista Physical Review Letters.
Sursa: Descopera
