当前位置: 环球解密 > 未解之谜 > 球在热盘上的弹跳导致一项怪异物理学的新发现!

球在热盘上的弹跳导致一项怪异物理学的新发现!

2017年8月9日17:21 环球解密

    当一名乌克兰程式设计员和有抱负的饶舌歌手在他的滚烫的煎饼浅锅放下少许的水凝胶球时,这是一切的开始。

    这些被园丁用来水合(hydrate)植物的珠子,因为它们有98%左右是水,就开始弹起来。这名男士记录几分钟它们的吉格舞的小跳跃,以这些球体放射出来的可怕尖叫声来完成。

    自2015年底以来,有超过一百万人在YouTube上看过这部片子。

    这部短片引起荷兰莱顿大学(Leiden University)软质材料物理学专家Scott Waitukaitis的关注。他在一场科学会议上滑手机时,看见这些弹跳球(下面)。

    他说:“本质上,它们变得活跃,而且在尖叫。”

    他的高兴被好奇心取代,因此决定在实验室复制这部爆红的影片,利用高速相机来找出为什么这些球可以弹得这么久。

    Waitukaitis和同事专注于当水凝胶与非常热的表面相连时会发生什么事。如同这些研究人员星期一在自然物理学期刊(Nature Physics)上报导,接触会立即导致蒸汽的爆发,这迫使球的底部振动。

    Waitukaitis说:“这个蒸气逐渐增加压力,实际上使球的底部变形。”

    这些凝胶注入刚发生的能量迸发,所以一直在弹跳。一次的尝试大约弹跳1千次。(这些振荡也让球变成声调高的尖叫蕈。)

    Waitukaitis说:“我们发现一种基本上新型的莱顿弗罗斯特效应(Leidenfrost effect)。”

    在莱顿弗罗斯特效应的经典例子中,液体浮在远高于液体沸点的受热物体表面上,这就是为什么水滴掠过一个非常热的平底浅锅周围。水滴的底部变成蒸气,是悬浮水滴和热之间的缓冲。

    Waitukaitis说:“水可以真的浮在煎锅的顶部周围。”

    对于水凝胶,莱顿弗罗斯特效应把每一颗球变成一个微小的蒸汽引擎。物理学家表示,这颗球就像是燃料、气缸和活塞被包在一起。

    就算是最有弹性的橡皮球也会休息,因为随着每一次下降,在与地面接触时会失去能量。水凝胶球也会损失能量,但它们从蒸汽爆发中得回失去的能量。

    Waitukaitis表示,这些球的弹跳长达10分钟,只有当把球连接在一起的微量聚合物开始融化、跟球本身爆开时,才会停止。

    Waitukaitis展望将这种现象应用到软性机器人领域。能源是软性机器人的难题,大多数的机器人不是受到限制,就是必须依靠刚性电路和电池。

    但根据这项研究,Waitukaitis表示,热金属线穿过像水凝胶的材料,可能可以避免硬组件的需要。

    他说:“我们想要做出更有效率和更智慧的软性引擎,而莱顿弗罗斯特效果就有可能奏效。”

    (必须)

    (必须,保密)

    阿狸1 阿狸2 阿狸3 阿狸4 阿狸5 阿狸6 阿狸7 阿狸8 阿狸9 阿狸10 阿狸11 阿狸12 阿狸13 阿狸14 阿狸15 阿狸16 阿狸17 阿狸18

    真诚欢迎各科普媒体、机构、专家和网友与我们联系合作! QQ 404-455-307

    版权所有,保留一切权利! ©2011-2016 Designed by 环球解密 豫ICP备15018928号-1

    sitemap