Lichidele se pot rupe, descoperire care zguduie mecanica fluidelor
Un studiu recent arată că lichidele pot prezenta un punct de rupere, asemănător solidelor, un fenomen surprinzător care ar putea revoluționa domenii precum imprimarea 3D și procesele biologice. Cercetătorii de la Drexel University din SUA și de la ExxonMobil au făcut această descoperire în timpul unor experimente privind comportamentul lichidelor vâscoase supuse unor forțe intense. Rezultatele, publicate în revista Physical Review Letters, aruncă o nouă lumină asupra modului în care înțelegem funcționarea materiei.
Surpriza din laborator: echipamente defecte sau o nouă lege a fizicii?
Echipa de cercetare a observat inițial comportamentul neașteptat în timpul testelor. Inițial, oamenii de știință au crezut că echipamentul ar putea fi defect. „Fractura a produs un sunet puternic, ca o pocnitură, care m-a speriat”, a mărturisit inginera chimistă Thamires Lima. Testele au fost repetate de mai multe ori pentru a valida rezultatele. Experimentele au presupus plasarea lichidelor între două plăci metalice și aplicarea de forțe, 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 inițial observat într-un amestec de hidrocarburi asemănător gudronului, extinzându-se apoi și la un oligomer de stiren, sugerând un rol crucial al vâscozității în acest proces. 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 majore pentru știință și tehnologie
Viteza la care apar aceste fracturi este, de asemenea, remarcabilă, situându-se 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.
Descoperirea ar putea avea aplicații semnificative în diverse domenii. Oamenii de știință vor să afle dacă fenomenul apare și în alte tipuri de lichide și în condiții mai puțin controlate. Printre aplicațiile posibile se numără 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”, a declarat Thamires Lima. Studiul marchează o evoluție în înțelegerea mecanicii fluidelor și a proprietăților materiei.
