Феномен стекла Руперта: загадка, разгаданная через три столетия ФОТО ВИДЕО

Это одно из самых загадочных творений стеклодувного искусства — капля принца Руперта. Удивительный артефакт, известный также как батавские слёзки или болонские склянки, сочетает в себе, казалось бы, несовместимые свойства: невероятную прочность и полную хрупкость одновременно, передает Vesti.az сго ссылкой на мировые СМИ.

Внешне капля напоминает головастика — массивная стеклянная «головка» переходит в тонкий, вытянутый хвостик. Головная часть настолько прочна, что выдерживает удар молотка и даже прямое попадание пули: при столкновении пуля рассыпается в крошку. Однако стоит лишь слегка надломить тонкий хвостик — и вся структура мгновенно взрывается, превращаясь в облако мельчайшей стеклянной пыли.

Секрет необычных свойств капель скрывается в особой технологии их изготовления. Расплавленное стекло капают в холодную воду — внешний слой моментально застывает, в то время как внутренний остаётся горячим. Далее внешний слой сжимается, а внутренний расширяется. В результате внутри капли возникают колоссальные напряжения, создающие эффект «сверхпрочности» головки и критическую уязвимость хвостика. Это напоминает каменную арку: пока цел замковый камень, конструкция стоит, но стоит его удалить — и всё рушится.

История появления капель уходит в Германию 1640-х годов. Стеклодувы Мекленбурга создавали и продавали их по всей Европе под названиями прусских или голландских слёз. Секрет изготовления держали в тайне, порождая множество легенд. Английская учёная Маргарет Кэвендиш даже предположила, что внутри головки скрыто летучее вещество, реагирующее на воздух.

Своё известное имя капли получили в 1660 году, когда принц Руперт Пфальцский — аристократ, военачальник и талантливый изобретатель — представил их королю Карлу II и учёным Лондонского королевского общества. Руководивший экспериментами Роберт Гук первым высказал мысль, что необычные свойства связаны с разной скоростью охлаждения стекла. Полное научное объяснение феномена появилось лишь спустя три века.

В 1994 году исследователи из Университета Пердью и Кембриджа с помощью высокоскоростной съёмки обнаружили: поверхность капли находится под мощным сжатием, а внутренний слой — под растяжением. Головка способна выдерживать давление до 700 мегапаскалей, а трещины распространяются по структуре со скоростью свыше 6500 км/ч.

Позднейшие исследования показали, что слой внешнего сжатия составляет всего 10% диаметра головки, но обладает колоссальной прочностью. Трещины не могут проникнуть внутрь, пока цел хвостик — именно его разрушение запускает цепную реакцию и высвобождает накопленную энергию, приводя к мгновенному разрушению всей капли.

Сегодня принципы, открытые при изучении «слёз принца Руперта», легли в основу технологий закалённого стекла для автомобилей и смартфонов. Такое стекло при разрушении распадается на мелкие безопасные фрагменты, а автомобильные стёкла дополнительно укрепляются специальным слоем, удерживающим осколки.