Lichidele, considerate de mult timp fluide incapabile de fracturare, pot ceda sub presiune, demonstrând o proprietate surprinzătoare, similară solidelor. O echipă de cercetători de la Drexel University din Statele Unite ale Americii, în colaborare cu ExxonMobil, a făcut o descoperire remarcabilă care schimbă înțelegerea mecanicii fluidelor. Studiul, publicat în revista Physical Review Letters, dezvăluie că anumite lichide vâscoase se pot „rupe” sub forțe intense.
Lichidele vâscoase, supuse unor forțe extreme
Experimentele au implicat aplicarea de forțe considerabile lichidelor plasate între plăci metalice, în timp ce procesul era filmat cu camere de mare viteză. Inițial, cercetătorii au fost surprinși de rezultate, crezând chiar că echipamentul era defect. „Fractura a produs un sunet puternic, ca o pocnitură, care m-a speriat”, a mărturisit inginerul chimist Thamires Lima. Testele au fost repetate de mai multe ori pentru a elimina orice dubiu.
Fenomenul a fost observat inițial într-un amestec de hidrocarburi asemănător gudronului şi ulterior într-un oligomer de stiren, sugerând că vâscozitatea joacă un rol crucial. În lichidele mai groase, tensiunea internă se acumulează diferit față de cele fluide. Rezultatele au indicat 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 procesele biologice
Descoperirile arată că un lichid simplu ajunge la un punct critic în care se fracturează ca un solid, conform spuselor LIMEI. Cercetătorii cred că acest comportament ar putea fi valabil pentru multe lichide obișnuite, inclusiv apă sau ulei. Viteza la care apar aceste fracturi este, de asemenea, impresionantă, variind 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. Procesul are loc extrem de rapid, ceea ce face dificilă observarea în detaliu, dar existența lui oferă noi direcții de cercetare.
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. Va fi interesant și să vedem cum poate fi folosit în aplicații precum producția de fibre sau alte procese care implică lichide vâscoase”, a explicat LIMA.
Sursa: Descopera
