Од 17. века, капљице принца Руперта збуњивале су научнике. Капи се добијају потапањем зрнца растопљеног сока или кременастог стакла у хладну воду, који формира комад чаше у облику капалице. Иако је глава капљица невероватно јака и може да одоли свему, од удара чекића до брзих метака, само трептање репа кристала може проузроковати да се цела ствар распрсне у прах. Као што извештава Давид Сзонди из Нев Атласа, истраживачи су коначно открили тајне ових капи.
Још 1994. године, истраживачи су користили фотографије велике брзине да би снимили и анализирали начин на који се капи разбијају, извештава Лиса Зига за Пхис.орг. Закључили су да површина капи има висок притисак притиска, док је унутрашњост капи под високом напетошћу. Иако та комбинација чини главу врло јаком, није у равнотежи, што значи да чак и мали поремећај на репу узрокује да се цела ствар дестабилизира и распадне. У ствари, пукотине се крећу брзином од 4.000 миља на сат, што уситњава стакло.
Али тек су недавни технолошки напредак истраживачи могли детаљно да испитају дистрибуцију стреса. За проучавање напетости унутар чаше користили су врсту микроскопа познатог као преносни поларископ. Слањем црвене ЛЕД светлости кроз кап, док је била потопљена у бистру течност, могли су да мере како напрезања у капи успоравају светло. Свеукупни ефекат је оптичка мапа боја у капљици дугином бојом. Користећи математичке моделе, истраживачи су затим израчунали разне силе унутрашњости и споља. Они су детаљно описали своје резултате прошле године у часопису Апплиед Пхисицс Леттерс.
Стреси током пада Принца Руперта (Абен и др. / Амерички институт за физику) Компресијски напон око главе капљице израчунат је на између 29 до 50 тона по квадратном инчу, што је чашу чинило јаком попут неких врста челика. Али та снага постоји само у танком слоју који је само десет процената у пречнику главе.
Да би се пробио кап, пукотина мора проћи кроз тај слој и стићи до унутрашње зоне напетости. Али спољни слој је толико јак да већина пукотина само ствара паукову мрежу дуж површине. Реп је, међутим, друга прича. Овај танки слој стакла лако се може сломити, пружајући директну везу са оном осетљивом унутрашњом напетошћу. Када се разбије, остатак стакла се разбије.
Формирање зона снаге и слабости има везе са начином на који се формирају капи. "Површина капљица се хлади брже од унутрашњости, стварајући комбинацију притисних напрезања на површини и компензујући затезне - или вучне - напоне у унутрашњости капију", наводи се у саопштењу за штампу.
„Затезни стрес је оно што обично узрокује лом материјала, аналогно кидању листа папира на пола“, каже Коусхик Висванатхан са Универзитета Пурдуе, аутор овог рада у саопштењу за штампу. "Али ако бисте могли променити затезни напон у компресивни, тада пукотине постаје тешко нарасти, а то се догађа у делу главе капљица Принца Руперта."
Истраживачи збуњују ове капи већ 400 година. Име су добили по немачком принцу Руперту који је енглеском Карлу ИИ дао пет чудних капи. Од тада, научници покушавају да утврде шта капи чине тако јаким. Људи су покушали све како би сломили ове луде стаклене пупољке од пуцања капи до дробљења у хидрауличним пресе. Али ови експерименти су значајни само због забаве покушаја уништавања структура (мада је гледати прилично забавно).
Како извјештава Андрев Лисзевски из Гизмодо- а, учење о капљицама могло би довести до нових врста непромочивог стакла и, што је најважније, екрана мобитела без пуцања.
