Ученые наблюдали аномальное поведение жидкостей

Открытие механизма «растрескивания» жидкостей может найти применение в гидравлике, 3D-печати, производстве волокон и даже в понимании процессов в кровеносной системе человека.

Простые жидкости, например, углеводородные смеси, способны разрушаться как твпрдые тела, если их достаточно сильно растянуть.

Источник: Drexel University

Ученые из Университета Дрекселя сделали неожиданное открытие, которое может изменить представления о механике жидкостей. В ходе экспериментов они выяснили, что при определенных условиях обычные жидкости способны вести себя как твердые тела и разрушаться при растяжении, пишет ScienceDaily.

Специалисты обнаружили, что вязкие жидкости, такие как углеводородные смеси и олигомер стирола, при сильном растяжении достигают «критического напряжения» — точки, в которой они внезапно разрываются, подобно хрупким твердым материалам. Это явление ранее считалось невозможным для простых жидкостей, которые обычно только текут, а не ломаются.

«Если простую жидкость растянуть с достаточной силой, она достигнет точки, когда фактически расколется, как твердое тело. Это справедливо даже для таких распространенных жидкостей, как вода и масло», — поясняет Тамирес Лима, ведущий автор исследования.

Открытие ставит под сомнение традиционные представления о том, как ведут себя жидкости.

Источник: Recraft

Явление было обнаружено случайно во время реологических испытаний в сотрудничестве с нефтегазовой корпорацией ExxonMobil. Вместо того чтобы растягиваться, как мед, некоторые жидкости резко разрывались с характерным треском. Это было настолько неожиданно, что ученым пришлось повторить эксперименты несколько раз, чтобы убедиться в реальности происходящего. Высокоскоростная съемка подтвердила: разрушение жидкостей происходит по тому же механизму, что и у твердых тел — хрупкое разрушение.

Эксперименты показали, что все протестированные жидкости разрушались при одном и том же критическом напряжении — около 2 мегапаскалей. При изменении температуры и вязкости точка разрушения сохранялась, если удавалось достичь нужной скорости растяжения.

Ранее считалось, что разрушение — свойство упругих материалов, а простые жидкости только деформируются. Новое открытие показывает, что вязкости достаточно для возникновения эффекта разрушения, даже без упругости. Ученые считают, что это явление может быть характерно для широкого спектра жидкостей и не зависит от их химического состава. Команда планирует изучить причины этого эффекта, в частности роль кавитации — образования и схлопывания пузырьков внутри жидкости.

Тем временем сибирские ученые создали материал с минимальным сроком разложения в почве.