Lichidele pot ceda asemenea solidelor, arată o descoperire recentă care schimbă modul în care înțelegem mecanica fluidelor. Cercetătorii de la Drexel University (SUA) și ExxonMobil au demonstrat că lichidele vâscoase pot suferi o fractură bruscă sub influența unor forțe intense. Rezultatele, publicate în revista Physical Review Letters, ar putea revoluționa domenii precum imprimarea 3D și procesele biologice.
Fenomenul surprinzător al „ruperii” lichidelor
Echipa de cercetare a observat fenomenul în timpul unor experimente cu lichide vâscoase. Inițial, oamenii de știință au crezut că echipamentul s-a defectat, însă testele repetate au confirmat descoperirea. Ingeniera chimistă Thamires Lima povestește: „Fractura a produs un sunet puternic, ca o pocnitură, care m-a speriat”. Experimentele au implicat 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 similară cu greutatea unui sac de cărămizi, aplicată pe o suprafață mică. 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 crucial. 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, însă forța necesară pentru rupere rămâne aproximativ aceeași.
Implicații pentru știință și tehnologie
Descoperirea arată că lichidele încă ascund proprietăți neașteptate. Viteza la care apar aceste fracturi este impresionantă, între 500 și 1.500 de metri pe secundă. Comportamentul este compatibil cu fenomenul de cavitație, teoretizat de mult timp. O tensiune suficient de mare poate crea o mică bulă de vid în interiorul lichidului, contribuind la ruperea acestuia.
Fenomenul, care are loc extrem de rapid, face dificilă observarea în detaliu, dar oferă noi direcții de cercetare. Cercetătorii vor să afle acum dacă fenomenul apare și în alte tipuri de lichide și în condiții mai puțin controlate. Aplicațiile potențiale includ 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”, spune cercetătoarea Thamires Lima.
