Malá sklenená kvapka odolá úderu kladivom, exploduje pri dotyku rukou

Ak poškodíte jej chvostík, nezvyčajná sklenená kvapka exploduje.

WASHINGTON. Náhodnému pozorovateľovi môžu kvapky Princa Ruperta pripomínať miniatúrne sklenené sošky žubrienok. V skutočnosti sú jedným z najzaujímavejších ľudských výtvorov, ktorý obsahuje obrovské tajomstvá.

Dokážu odolať úderom z kladivá, stlačeniu hydraulického lisu a dokonca aj náboju .22 Long Rifle. Ich tenké chvostíky však slúžia ako prekvapujúca Achillova päta.

Cvaknite ich chvostík medzi kliešte alebo medzi prsty a celá kvapka zrazu exploduje na jemný prášok a nenechá žiadnu stopy o tom, čo existovalo pred niekoľkými mikrosekundami.

Odhalili ich silu

Už dlho vieme, že kvapky sú silné a dlho vieme prečo. Nevedeli sme však ako veľmi sú silné. Vypočítali to vedci z univerzity Purdue, univerzity v Cambridgi a Tallinnskej technologickej univerzity. Výsledky publikovali vo vedeckom časopise Applied Physics Letters.

Kompresné sily v hlavičke kvapky začínajú na 40 miliónoch kilogramov na meter štvorcový a dosahujú až 70 miliónov kilogramov na meter štvorcový. Sú tak rovnako silné ako niektoré druhy ocele.

Nikto si nie je istý, kedy vyrobili a pozorovali prvé sklenené kvapky. Svoje meno získali v 17. storočí, keď knieža Rupert z Bavorska venoval päť z nich kráľovi karolovi II. z Anglicka. Neskôr ich odovzdali do Kráľovskej spoločnosti v roku 1661.

V nasledujúcich storočiach však zostávalo záhadou, aké silné tieto kvapky sú, až kým vedec Hill Aben z Tallinnskej univerzity nevytvoril techniku nazvanú integrovaná fotoelasticita.

Výskumníci ponoria trojrozmerný priesvitný objekt do kúpeľa a potom cezeň presvecujú polarizované svetlo. Keď svetlo dopadne na objekt, celý objekt osvetlí krásna dúhová farba, ktorá zvýrazňuje rozloženie napätia v objekte.

Zameraním sa na neuveriteľne silnú hlavu kvapky dokázal vedúci výskumu Srinivasan Chandrasekar a jeho tím konečne zistiť tlakové napätie skla.

(Tlačová správa univerzity Purdue pre štúdiu má názov "Výskum vyrieši storočnú záhadu kvapiek princa Ruperta", ale tento titulok je trochu zavádzajúci. Štúdia kvantifikovala pevnosť v tlaku skla).

Stačí stlačiť chvostík

Napriek ich tajomstvám sú kvapky princa Ruperta dosť jednoduché na výrobu - dokáže to každý. Stačí roztaviť nejaké sklo s vysokým koeficientom tepelnej rozťažnosti (to znamená sklo, ktoré zväčšuje svoj objem pri zahrievaní), ako je napríklad sodno-vápenaté sklo (druh používaný vo väčšine fliaš, pohárov a okien) a nechať spadnúť roztavenú kvapku do studenej vody.

Voda okamžite ochladí vonkajšiu stranu roztaveného skla a tá stuhne skôr ako sa s tihne ochladiť aj vnútro kvapky. Výsledkom sú silné tlakové (alebo tlačné) sily na vonkajšej strane a silné ťahové sily na strane vnútornej. Výsledné napätie robí sklo silným, ale zároveň tiež značí, že celá štruktúra nie je v rovnováhe.

Ak sa zlomí chvostík, potláčaná energia z tohto napätia sa náhle uvoľní a trhliny strieľajú cez celú konštrukciu pri viac ako 1700 metroch za sekundu, čo je dôvod, prečo sa kvapka nakoniec rozdrví do takého jemného prachu.

DOI: 10.1063/1.4971339

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal?
  2. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy)
  3. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke?
  4. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished!
  5. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií
  6. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom
  7. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody
  8. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa
  9. Plavba po Karibiku na luxusnej lodi
  10. Hyundai H350 je dokonale spoľahlivým partnerom pre biznis
  1. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal?
  2. Aj vy môžete mať pekný trávnik, poradí vám expert
  3. Výrobky, ktoré chutia a voňajú ako z domácej zabíjačky
  4. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy)
  5. Profesionálne sa predaj nehnuteľností dá robiť jedine exkluzívne
  6. HÝBSA Slovensko odštartovalo turné po Slovensku. Buďte pri tom!
  7. Každý štvrtý 70-tnik na Slovensku má cukrovku, pribúdajú mladší
  8. 5 hviezdičkové apartmány priamo na pobreží - Dubrovník
  9. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  10. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke?
  1. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa 16 291
  2. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody 11 251
  3. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy) 9 468
  4. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií 6 987
  5. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal? 6 581
  6. Čím všetkým som si prešla, aby som sa naučila po anglicky 6 377
  7. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom 6 286
  8. Plavba po Karibiku na luxusnej lodi 5 289
  9. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished! 5 186
  10. Hyundai H350 je dokonale spoľahlivým partnerom pre biznis 4 388

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Kotlebovcom po zrušení môžu siahnuť na majetok, pozrite sa na aký

Kotlebovcom sa po vstupe do banskobystrickej župy začalo dariť, kupovali autá aj domy.

EKONOMIKA

Plat bez práce môže fungovať, Slovensku by však nepomohol

Nepodmienený príjem testuje okrem Fínska aj Kanada.

Neprehliadnite tiež

Drobné prepeličky môžu pomáhať v boji proti rakovine

Vedecký výskum na zvieratách vždy bol a aj bude otázkou rôznych názorov. Výskum na vtáčích vajciach a embryách však prináša nové rozmery.

Vedci sú na stope tajomstvu DNA

Vďaka úžasnému technologickému vývoju vznikajú nové vedné odbory. Jedným z nich je aj bioinformatika.

TECH_FM

Odhalili, prečo sú veľryby také obrovské

Gigantizmus veľrýb bol dlho záhadou. Už nie je.

Vzdali sa ropy, ponúknu tenisky z morských rias

Nerozpadnú sa po jednom daždi, nový materiál je určený na štandardné použitie.