Bị 20 tấn đè, giọt thủy tinh bằng đầu ngón tay mới nát vụn: Bí mật nằm ở đâu?
Độ cứng kinh ngạc của giọt thủy tinh
Dù bị 2 viên đạn 22 Mag (cỡ 5,58 mm) và .38 Special (cỡ 9,65 mm) bắn ở vận tốc khoảng 600 mét/giây, nhưng giọt thủy tinh Prince Rupert's Drop vẫn không hề hấn gì. Thậm chí, đầu đạn .22 Mag còn bị nát vụn khi đối đầu với loại thủy tinh có sức mạnh khủng khiếp này.
Chỉ đến khi Kỹ sư người Mỹ Destin Sandlin sử dụng máy thủy lực nghiền viên thủy tinh Prince Rupert's Drop dưới áp lực 20 tấn thì nó mới vỡ vụn.
Bí mật nào khiến cho giọt thủy tinh chỉ nhỏ bằng đầu ngón tay, có hình dạng như con nòng nọc này lại cứng và bền bỉ đến vậy?
Bị 20 tấn đè, giọt thủy tinh bằng đầu ngón tay mới nát vụn.
Câu trả lời đến từ 3 nhà khoa học bao gồm: Giáo sư kỹ thuật Srinivasan Chandrasekar (thuộc trường Đại học Purdue, Ấn Độ), Tiến sĩ Munawar Chaudhri (Trường Đại học Cambridge, Anh) và Giáo sư Hillar Aben (Trường Đại học công nghệ Tallinn, Estonia).
Sử dụng máy nghiệm phân cực truyền lực (đo độ cứng của vật liệu) và đưa giọt thủy tinh và môi trường nước lỏng trong suốt, chiếu ánh đèn LED màu đỏ vào giọt thủy tinh để thí nghiệm.
Các nhà nghiên cứu phát hiện thấy đầu giọt thủy tinh Prince Rupert's Drop có độ nén khủng khiếp hơn những gì giới khoa học từng nghĩ: Cụ thể, đầu giọt thủy tinh có thể chịu được 700 megapascals, gấp gần 7.000 lần áp suất không khí.
Đầu giọt thủy tinh có thể chịu được 700 megapascals, gấp gần 7.000 lần áp suất không khí.
Ứng suất vô cùng lớn ở bên trong đầu thủy tinh giúp nó có khả năng chịu được những tác động cực lớn (từ đầu đạn hoặc máy thủy lực) mà không hề hấn gì.
Thực tế, để tạo ra giọt thủy tinh gia cường Prince Rupert's Drop này, người ta nhỏ thủy tinh nóng chảy vào xô nước cực lạnh. Khi gặp nước lạnh đột ngột, phần thủy tinh bên ngoài nhanh chóng cứng lại, trong khi phần nhân bên trong vẫn còn nóng chảy.
Theo thời gian phần lỏng bên trong cũng nguội dần, hình thành nên dạng thủy tinh cường lực, có độ cứng và khả năng chịu áp lực rất cao.
Tuy nhiên, trong bản công bố đăng trên Applied Physics Letters, Tiến sĩ Munawar Chaudhri cho biết thêm, nếu giọt thủy tinh cứng bao nhiêu thì đuôi của nó lại là điểm yếu "chết người" của Prince Rupert's Drop. Do phần đuôi không nhận được khả năng cường lực như phần đầu nên dễ khiến toàn bộ giọt nước nổ tung do chênh lệch áp suất.
Giọt thủy tinh Prince Rupert's Drop nổ tung từ đuôi truyền ngược lên đầu
Bạn dễ dàng thấy, khi đối đầu với viên đạn, phần đầu của giọt thủy tinh không hề hấn gì. Tuy nhiên, phần đuôi có khả năng chịu lực kém đã nổ tung, rồi truyền lên toàn bộ giọt nước hình nòng nọc.
Như vậy, giọt thủy tinh Prince Rupert's Drop cứng nhất, từng khiến nhiều học giả hồi thế kỷ 17 công nhận là "không thể làm vỡ" nay đã được giới khoa học hiện đại phát hiện bí mật chịu áp lực của nó.
Trước đó, vào năm 1660, Hoàng tử Rupert (1619 - 1682) của Đức đã mang tặng Đức vua Charles II (1630 - 1685) của Anh "Giọt lệ Bavaria".
Độ cứng bền bỉ khiến đao búa không thể đập nát của giọt thủy tinh này nổi tiếng đến nỗi, về sau nó được đổi tên là "Giọt lệ của Hoàng tử Rupert" (Prince Rupert's Drop).
- Hỏi khó: Thuốc độc lúc hết hạn sẽ không độc nữa hay còn... (Thứ Ba, 14:00:02 24/11/2020)
- Nền văn minh bí ẩn ít người biết ở Bulgaria (Thứ Hai, 09:30:04 24/08/2020)
- Khám phá báu vật kiến trúc của người Ai Cập cổ đại (Chủ nhật, 19:00:02 23/08/2020)
- Phát hiện hố va chạm khổng lồ trên vệ tinh sao Mộc (Thứ bảy, 12:29:05 22/08/2020)
- Chiến công hiển hách nhất gây ra nỗi ám ảnh lớn nhất, khiến... (Thứ Hai, 20:00:00 17/08/2020)
- Viên đạn hay tiếng nổ "chạy" nhanh hơn? (Chủ nhật, 07:28:03 16/08/2020)
- Lý giải hiện tượng khoa học khi sợi tóc làm vỡ miếng thép (Thứ bảy, 08:45:04 15/08/2020)
- Chấn động: Sinh vật "ngoài hành tinh" tấn công con mồi... (Thứ sáu, 11:30:07 14/08/2020)
- Chuyện lạ có thật: Đàn ông cho con bú bằng chính tia sữa của... (Thứ sáu, 07:30:07 14/08/2020)
- Phát hiện mới về hòn đảo núi lửa Nishinoshima ở Nhật Bản (Thứ tư, 21:01:09 12/08/2020)
- Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn ngưng gội đầu trong vòng một năm?
- 7 thảm họa thiên nhiên có thể sắp xảy ra
- Sự thật về chế độ máy bay và 20 bí mật về điện thoại của bạn
- 7 bí ẩn trên Trái đất đã khiến khoa học đau đầu cả nghìn năm qua mà vẫn chưa có lời giải
- Các nhà thiên văn học bó tay trước sự tồn tại của hành tinh này
-
Cơ hội hiếm hoi quan sát hành tinh màu xanh da trời vài ngày tới
Thứ tư, 20:00:06 20/01/2021
-
EU cho hay: "Sâu bột an toàn, người có thể ăn được"
Thứ Ba, 23:30:03 19/10/2021
-
Hệ sao kỳ quái chưa từng thấy cách Trái đất 1.800 năm ánh sáng
Thứ Ba, 22:50:04 19/01/2021
-
Loài người có thể đơn độc trong vũ trụ
Thứ Ba, 22:35:05 19/01/2021
-
Chuyện về con nhện đi săn nhện: Thạo binh pháp như "Gia Cát Lượng", đầy mưu hèn kế bẩn để săn mồi bằng mọi giá
Thứ Ba, 21:27:03 19/01/2021
-
Bức thư tiết lộ những năm cuối đời đầy đau đớn của Napoléon
Thứ năm, 21:35:01 14/01/2021
-
Tàu chở hàng SpaceX lần đầu tự động tách khỏi trạm ISS
Thứ năm, 21:16:00 14/01/2021
-
Phát hiện chuẩn tinh cách Trái đất hơn 13 tỷ năm ánh sáng
Thứ năm, 20:45:08 14/01/2021