Исследователи обнаружили, что простые жидкости способны внезапно раскалываться при достижении определённого порога напряжения, подобно твёрдым материалам. Это открытие, опубликованное в журнале Physical Review Letters, может изменить представления о поведении жидкостей в различных сферах — от 3D-печати до биологических процессов.
![]()
Фото из открытых источников / Иллюстративное изображение, созданное ИИ
Неожиданный результат
Эксперименты проводились учёными из Университета Дрекселя и компании ExxonMobil. Они изучали, как вязкие жидкости реагируют на сильные механические воздействия. В ходе одного из опытов раздался громкий треск, который напугал инженера-химика Тамиреса Лиму:
«Из-за трещины раздался очень громкий треск, который меня действительно напугал».
Поначалу исследователи предположили, что сломалось оборудование, но повторные эксперименты подтвердили: жидкость действительно может раскалываться.
«То, что мы увидели, было совершенно неожиданным», — отметил инженер-химик Николас Альварес. — «После подтверждения этого явления исследование превратилось в совершенно иное научное начинание».
Как это происходит?
В ходе эксперимента жидкости помещали между двумя металлическими пластинами, к которым прикладывали различные силы. Первый щелчок произошёл, когда жидкость растянули с силой, сравнимой с нагрузкой на участок размером с ноготь, на котором подвешен мешок с кирпичами.
Трещины возникали в смолоподобных жидкостях — углеводородной смеси и олигомере стирола. Учёные заметили, что вязкость играет ключевую роль: более густые жидкости могут трескаться даже при медленном растяжении, но необходимая сила остаётся примерно одинаковой.
Почему это важно?
Ранее считалось, что жидкости могут трескаться только при охлаждении или смешивании с другими веществами. Однако новое открытие показывает: даже простая жидкость, если её растянуть с достаточной силой на единицу площади, достигает точки «критического напряжения» и раскалывается.
«И это, вероятно, справедливо для всех простых жидкостей, включая такие распространённые примеры, как вода и масло», — поясняет Лима.
Теперь учёные планируют выяснить, как именно формируются трещины в жидкостях и как это явление проявляется в других веществах. Уже известно, что скорость разрушения достигает 500–1500 метров в секунду — это соответствует явлению кавитации, когда внутри жидкости образуются вакуумные пузырьки, способствующие разрыву.
По словам исследователей, открытие может быть полезно для совершенствования технологий создания волокон и других процессов, связанных с вязкими жидкостями.
С развитием научных методов жидкости продолжают удивлять исследователей, открывая новые грани своей природы.
