Lichidele se pot rupe asemenea solidelor, arată o descoperire recentă a cercetătorilor de la Drexel University (SUA) și ExxonMobil, care ar putea schimba modul în care înțelegem mecanica fluidelor. Studiile au arătat că, sub o anumită presiune, lichidele vâscoase pot suferi o fractură bruscă, un fenomen care amintește de modul în care se rup materialele solide. Această descoperire surprinzătoare deschide noi perspective în diverse domenii, de la imprimarea 3D la procesele biologice.
Fenomenul surprinzător al „ruperea” lichidelor
În timpul experimentelor, cercetătorii au supus lichide vâscoase la forțe intense, observând un comportament neașteptat. Inițial, echipa de cercetare a crezut că apar probleme cu echipamentul din cauza zgomotului puternic produs de „ruperea” lichidului. Inginerul chimistă Thamires Lima a descris sunetul drept o „pocnitură”, ceea ce a surprins întreaga echipă. Descoperirea a fost confirmată după repetarea testelor.
Experimentul a implicat plasarea lichidelor între două plăci metalice și aplicarea forței, totul fiind înregistrat cu camere de mare viteză. Lichidele au fost trase 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 la un oligomer de stiren. Vâscozitatea joacă un rol esențial în acest proces.
În cazul lichidelor mai groase, tensiunea internă se acumulează diferit față de lichidele mai fluide. Rezultatele indică faptul că lichidele vâscoase pot crăpa chiar și atunci când sunt întinse lent, dar forța necesară pentru rupere rămâne aproximativ aceeași. „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”, a explicat Lima.
Aplicații posibile și direcții de cercetare viitoare
Viteza la care apar aceste fracturi este un alt aspect important, variind între 500 și 1.500 de metri pe secundă. Comportamentul este compatibil cu fenomenul de cavitație, teorie care sugerează că o tensiune suficient de mare poate crea o mică bulă de vid în interiorul lichidului, contribuind la ruperea acestuia.
Oamenii de știință doresc să investigheze acum dacă fenomenul se produce 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. Această descoperire arată că lichidele încă ascund proprietăți neașteptate. „Acum că am identificat acest comportament neprevăzut, următorul pas este să înțelegem de ce apare și cum se manifestă în alte lichide”, a adăugat Lima.
Studiul a fost publicat în revista Physical Review Letters.
