Bị 20 tấn đè, giọt thủy tinh bằng đầu ngón tay mới nát vụn: Bí mật nằm ở đâu?

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.

Xem video: Viên đạn cỡ 5,58 mm vỡ vụn khi đối đầu giọt Prince Rupert's Drop nhỏ bằng đầu ngón tay

Chỉ đến khi Kỹ sư người Mỹ Destin Sandlin sử dụng máy thủy lực nghiến 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?

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. Ảnh: Internet.

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.

Ảnh minh họa: Giọt thủy tinh Prince Rupert's Drop nổ tung từ đuôi truyền ngược lên đầu

Ảnh SmarterEveryDay.

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).

Dịch từ: Phys.org, Dailymail