В хлопьях есть больше, чем вы могли бы подумать. Ученые использовали хлопья для завтрака, чтобы открыть новое явление в материаловедении: высокопористые, хрупкие материалы могут деформироваться по-разному в зависимости от скорости уплотнения.
В этом последнем исследовании ученые изучали уплотнение, используя Rice Krispies в акриловой трубке. Когда поршень давил хлопья, экспериментатор мог видеть, как материал уплотняется. Затем ученые использовали микрофоны в нижней и верхней части трубки, чтобы записать звуки дробления и определить, какие части упаковки хлопьев будут раздавливаться, когда.
Удивительно, но исследователи не обнаружили ожидаемого ими потрескивающего рисунка. Вместо этого микрофоны записали чередующуюся волну хлопков.
Не веря своим ушам, исследователи снова провели эксперимент, на этот раз наблюдая за ним. Ученые увидели, что по мере уплотнения хлопьев в трубке появилась поднимающаяся полоса, указывающая на то, где материал был раздавлен или деформирован.
«Это был первый раз, когда кто-либо увидел распространяющуюся полосу уплотнения в гранулированном веществе», — сказал Хулио Вальдес, один из исследователей, в пресс-релизе. «Мы могли ясно видеть это. Это было прекрасно».
Затем исследователи повторили первоначальный эксперимент с поршнем, нажимающим на разных скоростях. Они обнаружили, что в зависимости от скорости они могли наблюдать три различных типа деформации в хлопьях.
Результаты объясняют сложную механику, лежащую в основе пористого, хрупкого материала. Более конкретно, результаты могут найти применение в производстве, а также в оценке стабильности снежного покрова после лавины.
Результаты опубликованы в журнале Nature Physics.