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. Kedy sa refinancovanie oplatí?
  2. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  3. Rastie nám pokrivená generácia?
  4. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  5. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  6. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  7. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  8. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  9. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať
  10. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci
  1. Štartujú jesenné módne dni v Poluse
  2. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  3. Rastie nám pokrivená generácia?
  4. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  5. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  6. AAA AUTO za päť rokov predalo 320 tisíc vozidiel
  7. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  8. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  9. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  10. Slávnostná imatrikulácia SvF STU v Bratislave
  1. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 20 684
  2. Rastie nám pokrivená generácia? 5 862
  3. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 5 244
  4. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 4 932
  5. Trenčania to chcú mať všade blízko. Kde kupujú byty? 2 103
  6. Kedy sa refinancovanie oplatí? 2 074
  7. Poistenci VšZP už nebudú platiť 17 centov v lekárňach za recepty 1 942
  8. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci 1 939
  9. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba 1 702
  10. Exotické destinácie s priamym letom z Viedne 1 299

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Žitňanská chce, aby polícia vysvetľovala, prečo nekoná. Poslanci váhajú

Ak vyšetrovatelia či prokuratúra podrobnosti nepovedia, musia to zdôvodniť. Mimovládne organizácie možnosť odmietnutia znepokojila.

KOMENTÁRE

Zlomí sa charakter Mosta aj pri infozákone?

Žitňanská môže mať s presadením návrhu pri partii, ktorá desať rokov klondajkuje štát, problém.

DOMOV

Má tu veľkú základňu, hovoria o Uhríkovi v Nitre

Súperi kandidatúru extrémistu zľahčujú.

DOMOV

Slovensku hrozí, že príde o desiatky miliónov eur

Peniaze z Únie Slovensko zrejme nestihne odčerpať do konca roka.

Neprehliadnite tiež

Strašia vás baktérie na mobile? Vymysleli "umývačku"

Nová nabíjačka dezinfikuje mobily, používa na to ultrafialové žiarenie.

Gates: Ctrl-Alt-Del bola chyba, malo to byť špeciálne tlačidlo

Dnes už túto kombináciu používajú viac v podnikoch ako domácnostiach, kedysi krotila počítače.

DETSKÁ RUBRIKA

Kone nám tisícky rokov uľahčujú život. Svoju silu si neuvedomujú

Splašený kôň môže človeku ublížiť, ak urobí nečakaný skok alebo vyhodí kopytami, nerobí to však schválne. Kone totiž nie sú agresívne.

Biometriu chcú už aj supermarkety

Ukážete prst a odchádzate s nákupom. Bez toho, aby sa ktokoľvek zaujímal o vaše odtlačky.