美国德雷塞尔大学科研团队在《物理评论快报》发表了一项突破性研究:当对简单液体施加足够强的拉伸力时,这类原本具有流动性的物质会突然表现出类似固体的脆性断裂特征。这一现象可能普遍存在于水、油等各类简单液体中,或将颠覆传统流体力学认知,并为多个工程领域提供创新解决方案。
研究起源颇具偶然性。科研人员在开展延展流变学实验时,意外发现某种焦油状烃混合物在特定条件下突然断裂。通过高速摄像技术捕捉到的画面显示,液体在拉伸过程中先出现细颈,随后在临界应力作用下瞬间断裂,整个过程与金属等固体材料的脆性断裂模式高度相似。
实验团队选取两种黏度相同但化学成分不同的液体进行对比测试:焦油状烃混合物的临界应力为2兆帕,而低聚苯乙烯在相同拉伸率下也呈现断裂现象。这表明黏度是影响液体断裂的关键因素,不同成分的简单液体可能存在统一的断裂临界值。进一步实验证实,通过调节温度改变液体黏度时,每种黏度状态都对应着特定的断裂拉伸率,且该数值始终与2兆帕的临界应力保持正比关系。
目前研究已证实该现象在特定条件下具有普适性,但团队正着手解析其深层物理机制。科研人员计划系统测试更多种类的液体样本,同时探索该发现如何优化纤维纺丝工艺、液压系统设计以及生物血管流动控制等实际应用场景。这项研究为理解液体在极端条件下的行为特征开辟了全新维度。











