比钻石还要坚硬,能承受20吨压力的鲁伯特之泪,却被手指一捏就碎

比钻石还要坚硬,能承受20吨压力的鲁伯特之泪,却被手指一捏就碎

首页休闲益智无敌液压机更新时间:2024-07-13

大多数玻璃容易碎,但有一种玻璃比钻石还要坚硬,放在液压机下,施加20吨的压力后,这种玻璃毫无变化,直到压力值达到了29吨之后,玻璃才碎;它就是“鲁伯特之泪”。

奇怪的是,这种能承受20吨压力,连子弹都击不穿的玻璃,用手轻轻捏住一端却粉碎了,这又是怎么回事呢?

鲁伯特之泪的起源

17世纪,德国鲁伯特亲王无意中制作了一种神奇的玻璃,这种玻璃外表和普通玻璃没有区别,呈现透明状,像蝌蚪一样,头部凸起,尾部细长,这位亲王称其为鲁伯特之泪。

当鲁伯特将这颗鲁伯特之泪,进献给英国国王查理二世时,却遭到了众人的嘲笑,但接下来出现的一幕立刻让人安静下来。

只见在国王和众人的面前,鲁伯特亲王奋力用锤子击打鲁伯特之泪,这颗玻璃球却完好无损,众人纷纷发出惊叹声,接下来,更惊人的事件出现了。

鲁伯特亲王轻轻捏住了“蝌蚪尾巴”,坚硬的玻璃顷刻间碎了一地,令人惊叹不已。

此后,科学家们便开始了对鲁伯特之泪长达400年的研究,首先是制作鲁伯特之泪。

科学家们先用高温将玻璃融化,再将滚烫的玻璃溶液慢慢滴入冷水中,液体玻璃遇到冷水后,外部会先冷却,形成固体,随后内部的玻璃溶液也会慢慢冷却,等待一段时间后,鲁伯特之泪就制作完成了。

虽然鲁伯特之泪的整个制作工艺十分简单,解密过程却不容易。

坚硬的原因

1994年,剑桥大学和普渡大学的两位教授用高速摄像机,仔细地研究了鲁伯特之泪的制作过程,发现秘密就藏在鲁伯特之泪头部和尾部的质量和。

鲁伯特之泪头部质量大,表面积小,进入水中后,冷却速度较慢。

在内部的液体玻璃的影响下,外部的固态玻璃外壳会受到一股巨大的压应力,然后向内收缩,而这种压力是大气压的7000倍。

所谓的压应力就是指为抵抗物体的压缩趋势,而产生的反作用力,与之相反的,还有张应力,为了抵抗对物体有拉伸趋势的外力的反作用力。

英国物理学家胡克发现,正是这两股力的平衡,导致了鲁伯特之泪的头部无比坚硬,但他还是无法解释尾部脆弱的原因。

一捏就碎的原因

鲁伯特之泪尾部质量小,表面积大,遭遇冷水后,冷却速度很快。由于尾部比头部质量小太多,整体厚度比较薄,鲁伯特之泪和普通的玻璃制品一样,厚度越薄的位置,越容易破碎,所以鲁伯特之泪尾巴比头部更脆弱。

只要对鲁伯特之泪尾部稍微施加一点力,内部原本平衡的压力就会遭到破坏,一股压力顺着玻璃内部裂纹,瞬间扩展到鲁珀特之泪全身,迅速粉碎,这个过程叫做裂纹扩展,这个扩展,可以达到每秒1450—1900米,是音速的5倍

鲁伯特之泪的尾部就像是它的“阿克琉斯之踵”,身体里唯一的软肋,那么如果去掉尾部,鲁伯特之类是不是就无敌了,利用它可以抵挡子弹的特性,是否可以做成防弹衣?答案是否定的。

鲁伯特之泪的头部之所以坚硬,就在于制作时特殊的形态构成,如果去掉蝌蚪尾巴很难保持这种特殊的结构。同时,如果要去掉尾巴,还得满足失重的条件

受地球重力的影响,玻璃液体向下滴落的时候,百分之百会形成水滴状,只有在太空中无重力的情况下,才有可能形成一个球体玻璃滴,所以,要想制作一个纯圆形的鲁伯特之泪,难度非常大。

不能去掉尾部,自然就无法做成防弹衣,不过没关系,鲁伯特之泪的特性还是给了科学家很多启发,比如钢化玻璃。

鲁伯特之泪的应用

根据鲁伯特之泪的裂纹扩张原理,科学家制造出了表面具有压应力的钢化玻璃

把普通的玻璃加热到接近熔化的温度,立刻放入冷水中,快速用空气或油等介质进行冷却处理,使玻璃制品沿着厚度的方向,均匀的产生一层薄薄压应力,用这种方法制作的钢化玻璃,强度是普通玻璃的3倍~4倍,压应力达150兆帕~240兆帕。

不过钢化玻璃的加热温度和冷却速度都比不上鲁伯特之泪,所以钢化玻璃的强度也不如鲁伯特之泪。

除了物理层面的应用外,由于鲁伯特之泪的神奇特性,人们还多用它来形容爱情,就算是像鲁伯特之泪头部一样“无坚不摧”的爱情,也会像它的尾部一般脆弱不堪。
在爱情里,拆散两个人的从来都不是“棒打鸳鸯的”父母,也常常不是一时把持不住的出轨,而是败给了生活里的芝麻小事。
败给你不肯做饭,他不肯买菜;败给你忘记倒垃圾,他不记得交水电费;败给你买不完的衣服,败给他忘记你的生日。

都说爱情是无坚不摧的,那么生活就一定是它的软肋,因为一点小事,形成的巨大的裂缝,在一瞬间粉身碎骨。

这是爱情的一面,关于爱情,鲁伯特之泪还有另一面。

纵使我是人们眼中的盖世英雄,纵使我再强大再坚强也有自己的软肋,那就是你,你就是我的软肋,一碰就碎,听上去确实是一句不错的情话。

部分商家还以此为噱头,制作了鲁伯特之泪吊坠,鲁珀特之泪项链,打上了“男女生生日礼物爱情纪念品轻奢高档礼物”首选,价格从50-200元不等。

有意思的是,有网友花不到10块钱买根玻璃,用喷火枪两罐瓦斯,加一杯冷水,一个铁架台,花20分钟左右就也能制作鲁伯特之泪

制作出来的鲁伯特之泪用钳子怎么夹头部也不会断裂,一夹尾部,整块玻璃就喷射了出来,有机会,小编也想实际体验一下。

作者:子子 初审:许墨元 校稿编辑:小宛

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