Lichidele pot ceda asemenea solidelor, arată o descoperire științifică recentă. Cercetătorii de la Drexel University din SUA și ExxonMobil au demonstrat că anumite lichide vâscoase pot suferi o „rupere” bruscă sub presiune, un fenomen neașteptat în mecanica fluidelor. Această descoperire ar putea avea implicații semnificative în diverse domenii, de la imprimarea 3D la procesele biologice.
Fenomenul „de rupere” a lichidelor, inițial interpretat ca o eroare
Echipa de cercetare, condusă de ingineria chimistă Thamires Lima, a observat comportamentul neobișnuit în timpul unor experimente cu lichide vâscoase. Inițial, oamenii de știință au crezut că echipamentul de testare prezintă o defecțiune. „Fractura a produs un sunet puternic, ca o pocnitură, care m-a speriat”, a declarat Lima. Experimentele au fost repetate de mai multe ori pentru a elimina orice dubiu.
Experimentele au presupus plasarea lichidelor între două plăci metalice și aplicarea unor forțe considerabile, în timp ce procesul era înregistrat cu camere de mare viteză. „Ruperea” a avut loc atunci când lichidul a fost tras cu o forță echivalentă cu greutatea unui sac de cărămizi, aplicată pe o suprafață foarte mică. Fenomenul a fost inițial observat într-un amestec de hidrocarburi asemănător gudronului, apoi și într-un oligomer de stiren, sugerând rolul esențial al vâscozității.
În lichidele mai groase, tensiunea internă se acumulează diferit față de cele fluide. Rezultatele indică faptul că lichidele vâscoase pot ceda 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.
Implicații potențiale și direcții de cercetare
Un aspect interesant 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, care contribuie la ruperea acestuia.
Oamenii de știință doresc să afle acum 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. Va fi interesant și să vedem cum poate fi folosit în aplicații precum producția de fibre sau alte procese care implică lichide vâscoase”, a precizat Thamires Lima. Studiul a fost publicat în revista Physical Review Letters.
Sursa: Descopera
