Сльози принца Руперта: таємниця куленепробивного скла, яке боїться клацання (7 фото + 2 відео)
Це один із найзагадковіших творів зі скла — крапля принца Руперта. Дивовижний артефакт відомий також під назвою батавські сльози чи болонські склянки.
Він поєднує в собі, здавалося б, непоєднуване: неймовірну міцність і крихкість одночасно.
Зовні крапля нагадує пуголовка: потовщена головка та довгий тонкий хвостик. Головка настільки міцна, що витримує удар молотка і навіть кулю, випущену впритул. Куля розсипається на дрібні шматочки при зіткненні зі склом. Але варто лише легенько надламати хвостик пальцем, як вся крапля, включаючи її надміцну голівку, миттєво вибухає, перетворюючись на хмару найдрібнішого скляного пилу.
Секрет цих дивовижних властивостей у особливому способі виготовлення. Розплавлене скло капають у холодну воду, що змушує його зовнішній шар миттєво затвердіти, тоді як внутрішня частина залишається рідкою. За подальшого охолодження зовнішній шар стискається, а внутрішній розширюється. Виникаюча напруга створює неймовірну міцність, але при цьому тендітну рівновагу. Це нагадує кам'яну арку, де вся конструкція тримається рахунок напруги, але варто видалити замковий камінь — і арка впаде.
Руперт Пфальцький - аристократ, воєначальник, відомий також як талановитий інженер-винахідник та гравер
Історія крапель починається в Німеччині 1640-х років, де їх створювали склодуви Мекленбурга та продавали по всій Європі під назвами прусські чи голландські сльози. Секрет їх виготовлення ретельно оберігався, породжуючи безліч теорій. Англійський вчений Маргарет Кевендіш, герцогиня Ньюкаслська, після тижнів експериментів припустила, що всередині головки знаходиться летюча речовина, що вибухає при контакті з повітрям.
У 1660 році принц Руперт Пфальцський, один із засновників Лондонського королівського товариства, представив ці краплі на суд вчених і короля Карла II, подарувавши їм своє ім'я. Роберт Гук, який керував експериментами, першим висунув ключову ідею про те, що властивості крапель обумовлені різницею в швидкості охолодження скла, хоча повне розуміння цього феномену прийшло до вчених лише через три століття.
Тільки 1994 року дослідники з Університету Пердью і Кембриджа, використовуючи високошвидкісну зйомку, виявили, що поверхню краплі відчуває потужні сили стиснення, а внутрішня частина — сили розтягування. Експерименти показали, що головка витримує тиск до 700 мегапаскалів. Вчені зафіксували, що тріщини поширюються краплею з неймовірною швидкістю — понад 6500 км/год.
Кілька років тому дослідники встановили, що зовнішній шар стиснення складає всього 10% від діаметра головки, але має неймовірну міцність. Тріщини на поверхні не можуть проникнути всередину, але пошкодження хвостика направляє їх прямо в зону напруги, вивільняючи накопичену енергію.
1
Цей принцип ліг в основу виробництва загартованого скла для автомобілів та смартфонів. Таке скло розбивається на дрібні безпечні уламки, а скло автомобілів додатково захищене спеціальним шаром, що утримує частинки.
2













