«Если растягивать жидкость с достаточной силой на единицу площади, простая текучая жидкость достигает точки критического напряжения, при котором она фактически разрушается, как твердое тело», — объяснила Тамирес Лима, исследователь из Университета Дрекселя
Эксперименты показали, что при растяжении с определенной скоростью, не позволяющей жидкости «утечь» от напряжения, в ней накапливается критическое механическое напряжение, приводящее к внезапному разрыву, сообщает IE. Разрыв сопровождается громким щелчком — совершенно не характерным для жидкостей явлением.
«Это было настолько неожиданно, что нам пришлось повторить эксперимент несколько раз, чтобы убедиться в реальности явления», — рассказал Николас Альварес, руководитель лаборатории.
Ключевой параметр в этом процессе — скорость растяжения. Если она достаточно высока, молекулы жидкости не успевают перестроиться и снять напряжение, что приводит к накоплению упругой энергии и последующему хрупкому разрушению. Пороговое напряжение, по данным исследователей, составляет около 2 мегапаскалей и зависит от вязкости: чем выше вязкость, тем легче жидкость разрушается. По словам Лимы, это свойство, вероятно, универсально для всех простых жидкостей, включая воду и масло.
Открытие имеет практическое значение для нескольких отраслей. В 3D-печати и производстве волокон понимание предела текучести жидкостей может улучшить технологические процессы. В медицине исследование может пролить свет на поведение крови при экстремальных нагрузках. В гидравлике и судостроении понимание механики разрыва жидкостей может помочь в борьбе с кавитацией — образованием и схлопыванием пузырьков, повреждающим гребные винты и насосы.
Команда планирует продолжить изучение явления, чтобы выяснить, как именно возникает разрыв и распространяется ли это поведение на другие типы жидкостей.
Десятилетиями квантовые физики задавались вопросом: могут ли электроны течь без сопротивления, подчиняясь универсальной квантовой постоянной? В прошлом году ученые из Индии и Японии выяснили, что электроны в графене могут вести себя как идеальная жидкость.
