Drexel大学の化学工学教授Thamires Limaは、濃厚で粘稠な流体の特性を調査している途中で予期せぬ事態に遭遇した。金属プレートの間で炭化水素混合物を引き伸ばしている際、流体が流動する代わりに鋭い音を立てて破壊されたことを発見した。これは、以前は弾性のある複雑な流体でのみ観察された「破壊」現象であり、単純な非弾性流体では予想外であった。
Limaと彼のチームは、この現象が単発的ではないことを証明するために実験を繰り返し、高速度カメラで観察した。破壊は、ガラスや陶器のような脆い固体材料で観察される「脆い破壊」タイプであることを確認した。従来、流体の破壊には弾性(弾性率)が必要と考えられていたが、この単純な流体にはほとんど弾性がなかった。
研究者は、破壊は流体の分子を結びつける凝集エネルギーと気泡形成(キャビテーション)に関連している可能性があると示唆した。単純な流体で形成される亀裂は、弾性の欠如により非常に高速で拡大することが観察された。1秒間に500〜1500メートルという速度は、複雑な流体よりもはるかに高速であった。
単純な流体と複雑な流体の両方が、ほぼ同じ臨界応力レベル(2メガパスカル)で破壊されることが確認された。粘度は破壊に影響を与えていた。粘度の低い流体は、より高速な引張速度で破壊される可能性があると考えられている。この発見は、工学、医学、産業応用などさまざまな分野で新たな可能性をもたらし、流体力学の理解を根本的に変える可能性がある。
