Физики обнаружили, что жидкости могут «разрушаться», как твердые тела

Жидкости, которые мы привыкли считать текучими и неспособными «разрушаться», при определенных условиях могут вести себя как твердые тела и буквально взрываться. К такому выводу пришли американские учёные. Работа была опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).

Как поясняют авторы работы, жидкость помещали между двумя пластинами и постепенно растягивали, записывая процесс на высокоскоростную камеру. В какой-то момент внутри вещества накопилось критическое напряжение, после чего произошел резкий разрыв – подобно тому, как трескается твердый материал.

Сначала ученые предположили, что проблема в неисправности оборудования, однако повторные эксперименты подтвердили результат. Эффект наблюдался в различных вязких жидкостях, включая смеси углеводородов и олигомеры стирола.

По мнению исследователей, ключевую роль играет явление кавитации – образование микроскопических полостей внутри жидкости. При достижении критического напряжения такие полости быстро расширяются, что приводит к разрушению конструкции. Скорость распространения разрыва достигает 500–1500 метров в секунду.

Авторы работы подчеркивают, что речь идет не только о конкретных вязких веществах. Теоретически подобное поведение возможно и для более привычных жидкостей, в том числе воды и масел, если создать соответствующие условия.

Открытие важно для фундаментальной физики и прикладных областей. Это может повлиять на развитие технологий, связанных с 3D-печатью, обработкой полимеров и мягкой робототехникой, а также на понимание процессов в биологических системах, где жидкости подвергаются механическому воздействию.

Исследователи отмечают, что теперь перед ними стоит новая задача — детально изучить механизм этого явления и определить, насколько широко оно распространено в природе и технике.