El secreto del vidrio 'indestructible' que ha desafiado a la ciencia por siglos

Las gotas del príncipe Rupert (PRDs), también conocidas como lágrimas de Batavia, son intrigantes formaciones de vidrio con forma de gota conocidas por su resistencia e inusuales propiedades de fractura.

Son creadas al verter vidrio fundido en agua fría que se congela, que forma una perla ultraresistente y casi indestructible, con una cola muy larga y delgada que hace que toda la formación se desintegre en un polvo fino con el mínimo daño. Este comportamiento ha sido objeto de investigación de científicos y filósofos desde su descubrimiento en el siglo XVII.

El misterio de su resistencia

Las PDRs existen desde 1625 y son llamadas así por el príncipe Ruperto del Rin, quien las introdujo en Inglaterra. Si bien no las inventó, se las presentó al rey Carlos II, a quien le despertó interés y las mandó llevar a la Royal Society para investigaciones.

Estudios modernos sugieren que la razón de su resistencia está en las tensiones internas residuales que se generan durante su enfriamiento rápido. Al sumergirse en agua fría, la parte exterior del vidrio se enfría y solidifica antes que el interior. Esto crea una compresión extrema en la superficie y una tensión en el núcleo, estas tensiones pueden alcanzar hasta 50 toneladas por pulgada cuadrada, tan fuertes como algunos grados de acero.

Cuando la cola de la gota se rompe, la tensión almacenada se libera de forma explosiva. Esto ocurre tan rápido que puede ser captado solo con cámaras de alta velocidad. Utilizando imágenes por polarización y modelos computacionales, investigadores confirmaron cómo se propagan las grietas a una velocidad de más de 1.500 metros por segundo.

Además, los científicos descubrieron que factores como la temperatura del agua y el grosor del vidrio influyen directamente en la fuerza de la gota. Enfriarla en agua extremadamente fría aumenta el gradiente térmico, lo que a su vez incrementa la tensión superficial, haciendo la gota aún más resistente.

Utilidad actual

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Estos hallazgos no solo explican un fenómeno curioso, sino que también están inspirando innovaciones en materiales más resistentes. Algunos expertos indican que entender este tipo de distribución de tensiones internas puede ayudar a desarrollar vidrios de seguridad más eficientes, como los usados en 'smartphones', parabrisas o dispositivos médicos.

La gota del príncipe Rupert, que en su origen era solo una curiosidad de laboratorio en el siglo XVII, ha pasado a ser un ejemplo fascinante de cómo la física de materiales puede ayudarnos a desarrollar tecnologías más seguras. Su combinación única de resistencia y fragilidad sigue siendo fuente de estudio y asombro en el mundo científico moderno.

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