Lichidele se pot rupe, descoperire uluitoare a cercetătorilor
Oamenii de știință au făcut o descoperire surprinzătoare, punând sub semnul întrebării ceea ce credeam că știm despre comportamentul lichidelor. Un studiu recent arată că acestea pot prezenta un punct de rupere, similar cu solidele, fracturându-se brusc sub presiune. Această revelație, importantă pentru mecanica fluidelor, ar putea avea implicații semnificative în domenii precum imprimarea 3D și chiar în procesele biologice din organism.
Lichidele vâscoase, supuse unor forțe extreme
Echipa de cercetători de la Drexel University (SUA) și ExxonMobil a făcut această descoperire în timpul unor experimente menite să studieze comportamentul lichidelor vâscoase. Inițial, oamenii de știință au crezut că echipamentul de testare a înregistrat erori din cauza sunetului puternic, asemănător unei pocnituri, produs în timpul experimentelor.
Chimistul Thamires Lima a relatat că „fractura a produs un sunet puternic, ca o pocnitură, care m-a speriat”. Echipa a repetat testele de mai multe ori pentru a confirma rezultatele. Experimentele au implicat plasarea lichidelor între două plăci metalice și aplicarea de forțe variate, în timp ce totul era filmat cu camere de mare viteză.
Prima „rupere” a avut loc când lichidul a fost tras cu o forță comparabilă cu greutatea unui sac de cărămizi aplicată pe o suprafață foarte mică. Fenomenul a fost observat inițial într-un amestec de hidrocarburi asemănător gudronului, urmat de un oligomer de stiren, sugerând că vâscozitatea este un factor cheie.
Misterul fracturării lichidelor
În lichidele mai groase, tensiunea internă se acumulează diferit față de cele fluide, iar rezultatele sugerează că lichidele vâscoase pot crăpa chiar și atunci când sunt întinse lent, forța necesară pentru rupere rămânând relativ constantă. „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 apă sau ulei.
Un alt aspect interesant este viteza la care apar aceste fracturi: între 500 și 1.500 de metri pe secundă, compatibilă cu fenomenul de cavitație. Conform acestei teorii, 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, făcând dificilă observarea în detaliu, dar existența lui oferă noi direcții de cercetare. Oamenii de știință intenționează să investigheze dacă fenomenul se manifestă și în alte tipuri de lichide și în condiții mai puțin controlate. Aplicațiile potențiale includ imprimarea cu jet de cerneală și robotica moale.
„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”, spune Lima. Studiul a fost publicat în revista Physical Review Letters.
