Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Innebygd skjønnhet av et sprakk glass

Anonim

Forskere har lenge tenkt på opprinnelsen til delikate, kryssfasede mønstre som ofte finnes på overflatene av ødelagt materiale. Typiske sprekkhastigheter i glass kan enkelt overgå en kilometer per sekund, og brutt overflatefunksjoner kan være mindre enn en millimeter. Siden dannelsen av overflatestrukturen varer en liten brøkdel av et sekund, har prosessene som genererer disse mønstrene i stor grad vært et mysterium.

annonse


Nå er det en vei rundt dette problemet. Bytting av hardt glass med myke, men sprøe geler gjør det mulig å redusere sprekker som faller fraktur til bare meter per sekund. Denne nye teknikken har gjort det mulig for forskere Itamar Kolvin, Gil Cohen og Prof. Jay Fineberg, ved det hebraiske universitetet i Jerusalems rasah institutt for fysikk, å unravel de komplekse fysiske prosessene som finner sted under brudd i mikroskopisk detalj og i sanntid.

Deres arbeid skaper nytt lys på hvordan ødelagte overflatemønstre dannes. Overflatefasetter avgrenset av trinn er dannet på grunn av et spesielt "topologisk" arrangement av sprekk som ikke lett kan fortrykkes, så mye som en knute langs en streng ikke kan unraveled uten å trekke hele lengden av strengen gjennom den.

Disse "crack knots" øker overflaten dannet av en sprekk, og danner dermed et nytt sted for å spre energien som kreves for materialfeil, og derved gjøre materialene vanskeligere å bryte.

"De komplekse overflatene som vanligvis dannes på et bruddobjekt, har aldri blitt helt forstått, " sa prof. Jay Fineberg. "Selv om en sprekk kan danne perfekt flate, speillignende bruddflater (og noen ganger gjør det), er det generelt regelmessige komplekse fasetterte overflater regelen, selv om de krever mye mer energi til å danne. Denne studien belyser både hvordan slike vakre og intrikate mønstre dukker opp i frakturprosessen, og hvorfor sprekket ikke kan avhende seg når de er dannet. "

Denne fysisk viktige prosessen gir et estetisk eksempel på hvordan fysikk og matematikk knytter seg til å skape komplisert og ofte uventet skjønnhet. Forskningen vises i Nature Materials .

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av The Hebrew University of Jerusalem . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Itamar Kolvin, Gil Cohen, Jay Fineberg. Topologiske feil regner sprekk for bevegelse og fasettdannelse på ødelagte overflater . Naturmaterialer, 2017; DOI: 10, 1038 / nmat5008