水滴力量有多大?《自然》子刊:如微型炸弹扩散速度超音速
水滴石穿的典故我们并不陌生,我们似乎从听到这个故事起就认为这个现象理所当然,但是这个现象却是物理学长期以来的难题,水究竟是如何将坚硬的石头滴穿的。
最近几天,一项发表于《自然middot,通讯》的研究揭示了水滴的神秘力量研究团队表示,这项发现有助于设计更加耐磨损的材料
科学家对液滴的研究并不新鲜,研究人员长期以来对此非常着迷但是此前,大多数的研究都局限于视觉分析,比如用高速摄影机捕捉水滴下落和撞击表面的过程,但是这显然会漏掉很多必要的细节
在研究中,科学家团队开发了一种新技术,被称为高速应力显微技术,它可以通过直接测量液滴撞击表面时下方的力,应力和压强,更加直观的展示这一过程。
研究人员发现,液滴施加的力实际会伴随着撞击的液滴扩散,而不是集中在液滴的中心,而且液滴扩散的速度在一段很短的时间里可以超过音速,在受冲击的物体上形成冲击波。
简单来说,每一个液滴的行为就像一颗微型炸弹,爆炸性地释放出它的冲击能量,从而侵蚀表面。
为了防水,人们通常会在建筑物上涂一层保护漆,或者给一些暴露在户外的仪器表面增加涂层,来保护其表面,但伴随着时间的推移,雨滴仍然会带来不可避免的损害。
有了这个研究发现,科学家们已经开始研究不同质地和材料来改变液滴冲击所产生的力研究人员相信新的研究成果可以帮助设计出更好的抗侵蚀表面,比如采用某种方法降低水滴的冲击力
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