Aruncă un ac printr-un panou de sticlă și sticla se va sparge. Asta, doar dacă arunci acul cu forța și precizia călugărului shaolin Feng Fei.

Fei și-a demonstrat abilitatea de a arunca un ac cu destulă forță încât să penetreze un panou de sticlă. Acul sparge un balon aflat de cealaltă parte a sticlei.

Toate acestea pot fi văzute într-o filmare produsă pentru YouTube de către The Slow Mo Guys. În unele dintre cadrele cu încetinitorul ale acestei cascadorii rapide s-ar spune că acul înțeapă balonul prin panoul de sticlă.

În altele, s-ar părea că sparge sticla cu destulă forță ca să trimită cioburi înspre balon. Oricum ar sta lucrurile, este o reușită remarcabilă. The Slow Mo Guys au demonstrat asta când au încercat și ei aceeași cascadorie.

Abia au reușit să facă o crăpătură mică pe sticlă. Dar cum este posibilă o astfel de reușită? Este dificil să spunem cu exactitate cu ce viteză se deplasa acul sau cu câtă forță l-a aruncat Fei.

Asta, deoarece nu cunoaștem cu exactitate masa, grosimea și compoziția chimică a sticlei și nici a acului implicat în această poveste. Dar iată ceea ce știm: sticla are niște proprietăți foarte neobișnuite.

Ceea ce înseamnă că aruncarea unui ac prin sticlă este o sarcină foarte diferită de aruncarea aceluiași ac prin lemn sau metal.

Secretul este să faci moleculele de sticlă să se miște

James Sethna este teoretician al fizicii la Universitatea Cornell. El își dedică o mare parte din cercetări proprietăților ciudate ale sticlei. Acesta afirmă că secretul spargerii sticlei este să învingi rezistența inițială a materialului.

„Sticla este foarte greu de spart, dacă nu are nicio crăpătură. De îndată ce apare o crăpătură, sticla devine foarte slabă”, a afirmat expertul.

Acest lucru se datorează structurii chimice ciudate a sticlei. Într-un metal solid, moleculele nu sunt neapărat bine ordonate. Ele sunt strivite cu ușurință dacă asupra se exercită presiune.

Cristalele, cum ar fi gheața sau diamantele, formează tipare moleculare rigide, care sunt greu de spart. Atunci când sticla este fabricată, nu se formează niciun tipar.

Totuși, moleculele formează legături rigide una cu alta. Ele nu dispun de aranjamentul molecular dur al unui cristal organizat, dar nici nu sunt destul de flexibile ca să facă față prea multor mutări.

„În cazul unei ferestre intacte pe care o împingi, degetul tău apasă pe sticlă. Legăturile din întreaga fereastră trebuie să opună rezistență, chiar dacă tu împingi numai o anumită porțiune”,  a afirmat James Sethna.

Porțiunea de sticlă împinsă de degete își folosește legăturile pentru a distribui o parte a forței către părțile învecinate ale sticlei. Acestea distribuie forța mai departe și tot așa, până la marginea suprafeței.

De ce se crapă sticla?

Totuși, odată ce sticla începe să se crape (când sistemul de distribuție nu mai rezistă și legăturile încep să se rupă) rezultatele pot fi catastrofale.

„Dacă există o crăpătură într-un panou de sticlă pe care îl împingi, forța nu poate fi distribuită dincolo de crăpătură. Așa că ea se deplasează de-a lungul crăpăturii până când ajunge în vârful ei. Acolo, toată forța se concentrează pe o zonă foarte mică”, a spus Sethna.

El a mai adăugat că, la nivelul legăturilor chimice, sticla este o substanță foarte puternică. Ea este mai puțin predispusă decât oțelul la apariția crăpăturilor microscopice, dar ea nu se strivește.

Așa că, odată ce câteva dintre legături se rup, restul structurii cedează mult mai ușor. Acest lucru nu este valabil numai pentru sticla de siliciu, din care sunt făcute majoritatea ferestrelor și la care se referă majoritatea oamenilor atunci când vorbesc de „sticlă”.

Sticla include toate solidele similare, care sunt rigide și organizate haotic. Secretul de a face un ac să treacă prin sticlă este următorul: trebuie să fie un ac tare, aruncat cu destulă forță încât să crape sticla în mod semnificativ.

Odată ce a fost făcută o crăpătură adâncă, nu e nevoie de multă forță pentru a penetra complet sticla.