Lichidele se pot rupe ca și solidele: Descoperirea care zguduie fizica

O echipă de cercetători de la Universitatea Drexel (SUA) și ExxonMobil a făcut o descoperire surprinzătoare, care sugerează că lichidele pot prezenta un punct de rupere similar cu cel al solidelor. Această revelație, publicată în revista Physical Review Letters, ar putea schimba modul în care înțelegem mecanica fluidelor și ar putea avea implicații în diverse domenii, de la imprimarea 3D până la procesele biologice.

Experimente uimitoare cu lichide vâscoase

Studiul a pornit de la experimente privind comportamentul lichidelor vâscoase supuse unor forțe intense. Inițial, cercetătorii au crezut că echipamentul utilizat se defectase. Experimentul a presupus plasarea lichidelor între două plăci metalice și aplicarea unor forțe, în timp ce totul era filmat cu camere de mare viteză. „Fractura a produs un sunet puternic, ca o pocnitură, care m-a speriat”, a povestit inginerul chimist Thamires Lima. Echipa a repetat testele de mai multe ori pentru a confirma rezultatele.

Fenomenul a fost observat inițial într-un amestec de hidrocarburi asemănător gudronului, apoi și într-un oligomer de stiren, sugerând că vâscozitatea joacă un rol esențial. 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 imprimarea 3D și robotica moale

Descoperirile arată că un lichid simplu poate ajunge la un punct critic în care se fracturează ca un solid, conform spuselor lui Lima. Cercetătorii cred că acest comportament ar putea fi valabil pentru multe lichide obișnuite, inclusiv apa sau uleiul. Un alt 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, care contribuie la ruperea acestuia.

Oamenii de știință vor 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”, a declarat Lima.