السوائل، التي اعتدنا على التفكير فيها على أنها سوائل وغير قادرة على “الانفجار”، يمكن أن تتصرف في ظروف معينة مثل المواد الصلبة وتنفجر حرفيًا. لقد توصل العلماء الأمريكيون إلى هذا الاستنتاج. تم نشر العمل في مجلة Physical Review Letters (PRL).
تم إجراء البحث من قبل خبراء من جامعة دريكسيل بالتعاون مع شركاء صناعيين. لقد درسوا في البداية كيفية تفاعل السوائل اللزجة عند تمددها، ولكن خلال التجربة واجهوا تأثيرًا غير متوقع: انفجرت العينة فجأة بصوت عالٍ.
وكما يوضح مؤلفو العمل، يتم وضع السائل بين لوحين وتمديده تدريجياً، ويتم تسجيل العملية على كاميرا عالية السرعة. في مرحلة ما، يتراكم ضغط حرج داخل المادة، وبعد ذلك يحدث كسر قوي – على غرار كيفية تشقق المواد الصلبة.
© جامعة دريكسيل
في البداية، أرجع العلماء المشكلة إلى خلل في المعدات، لكن التجارب المتكررة أكدت النتائج. ويلاحظ هذا التأثير في العديد من السوائل اللزجة المختلفة، بما في ذلك مخاليط الهيدروكربونات وأوليجومرات الستايرين.
ووفقا للباحثين، فإن الدور المهم تلعبه ظاهرة الرغوة – تشكيل تجاويف مجهرية داخل السائل. عندما يتم الوصول إلى الضغط الحرج، فإن هذه التجاويف سوف تتوسع بسرعة، مما يؤدي إلى الفشل الهيكلي. تصل سرعة انتشار الكراك إلى 500-1500 متر في الثانية.
يؤكد مؤلفو العمل أننا لا نتحدث فقط عن مواد لزجة محددة. من الناحية النظرية، يمكن أن يحدث سلوك مماثل للسوائل المألوفة، بما في ذلك الماء والزيت، إذا تم تهيئة الظروف المناسبة.
هذا الاكتشاف مهم للفيزياء الأساسية والمجالات التطبيقية. ويمكن أن يؤثر على تطوير التقنيات المتعلقة بالطباعة ثلاثية الأبعاد، ومعالجة البوليمرات والروبوتات الناعمة، بالإضافة إلى فهم العمليات في الأنظمة البيولوجية حيث تتعرض السوائل لضغط ميكانيكي.
ويشير الباحثون إلى أنهم يواجهون الآن مهمة جديدة، وهي دراسة آلية هذه الظاهرة بالتفصيل وتحديد مدى انتشارها في الطبيعة والتكنولوجيا.