החוליה החלשה היא הקובעת את חוזק השרשרת כולה. בדומה לכך, הפגמים או הסדקים בחומר מוצק, הם אלה שקובעים את חוזקו של החומר, כלומר את מידת יכולתו לעמוד בעומסים שונים. כאשר כוח חיצוני מופעל על חומר מוצק שיש בו סדק, מתרכזים כוחות פנימיים גדולים באזור קטן סביב קצה הסדק, והם עלולים לגרום לכשל של החומר ליד קצה הסדק, ובכך – להתפשטותו של הסדק עד שייווצר כשל אשר עלול לגרום קריסה. אבל מה בדיוק קורה ליד קצה הסדק, באזור שבו מתרכזים כוחות גדולים?
פרופ' ערן בוכבינדר, מהמחלקה לפיסיקה כימית במכון ויצמן למדע, שבחן שאלה זו יחד עם פרופ' אלן קרמה וד"ר צ'י-הונג צ'ן מאוניברסיטת נורת'איסטרן שבבוסטון, ארצות הברית, אומר שהתהליכים המתרחשים באזור זה הם אוניברסליים ומתחוללים במתכונת זהה בחומרים שונים ובמצבים שונים. ממצאים אלה התפרסמו באחרונה בכתב העת-המדעי Nature.
"התכונה הבולטת ביותר שבה הבחנו", אומר פרופ' בוכבינדר, "היא היחס הלא-ליניארי בין עוצמת הכוחות המופעלים לבין התגובה שמתחוללת בחומר ליד קצה הסדק. התברר, שאזור לא-ליניארי זה, שבדרך כלל אינו מובא בחשבון, הוא בעל חשיבות גדולה כאשר מבקשים להבין אי-יציבויות בהתפשטות סדקים; למשל, סדקים אשר מתפשטים לאורך מסלולים גליים או מפוצלים, על אף שאנו מצפים שיתפשטו לאורך מסלולים ישרים".
פרופ' בוכבינדר ושותפיו למחקר בחנו את מערכת הכוחות אשר פועלים בבסיס השבר או הסדק, ופיתחו תיאוריה חדשה שבאמצעותה אפשר להבין, לחשב ולחזות את התפתחות הסדק בתנאים פיסיקליים שונים. לתיאוריה זו עשויות להיות השלכות חשובות בחקר חומרים ובהבנת הסיבות להיווצרות כשלים בהם.
תגובות