图片来源:黄雨佳;王昱(猫猫)
直播预约,《环球科学》编辑陪你用科学总结2024年!
12月20日晚20:00,直播间将现场公布《环球科学》2024年度十大科学新闻,一场直播带你了解2024一整年的科学发展大事件,千万不能错过!
直播全程抽奖不断,杂志、桌垫送不停,更有24年最后一波超惠订阅福利!
不想错失这么多的超级好礼,就快点击【预约】按钮预约直播吧!
撰文 | 不周
审校 | 王昱
在一个平凡而忙碌的下午,编辑部的同事们整整齐齐地挤在卫生间的镜子前,努力把手腕上的苹果手表往镜子上怼,一个不行,还有下一个人排队上来接力怼……时不时发出感叹:“行不行啊?——“啊!我成功了!真能粘上!!””哇!我的为什么不行?是我的表不配吗?“
这一摸鱼团建行为的起因是这样的……人是具有好奇心与冒险精神的物种,当刷到社交媒体上”手表会粘高铁玻璃上“的视频后,谁会不心动呢?尤其是,我们还注意到网上一些争论:究竟是“贴水凝膜”或“未贴水凝膜”的手表才能粘在玻璃上?很难忍住不现场做个科学小实验来验证一下,这又怎么能算摸鱼呢?
乍一听“手表能粘在玻璃“上,它相当违背我们的直觉:玻璃明明没有任何黏性,两块玻璃怎么可能凭空粘在一起?但”玻璃+几块手表“的简单条件,让我们能很方便地验证。与社交媒体上刷到的攻略结果一致,只有贴水凝膜的手表能”粘住“镜子,且能维持相当长一段时间不掉落。但吸附的力远达不到拿不下来手表,乃至破坏表盘的程度。而且,新贴水凝膜的手表吸附能力>很久之前贴的水凝膜的手表吸附能力(其实完全粘不上)。显然,手表上的水凝膜是不可或缺的关键。
原来是光胶现象?
自从手机、手表的屏幕开始应用曲面屏,刚直不可弯的钢化膜就不再是屏幕保护膜的首选,柔软、轻薄、贴合度高的水凝膜成了一部分“爱屏人士”的心头好。而针对智能手表这种常被衣物剐蹭的应用场景,贴不易翘边的水凝膜更是常见。因此,网友们很快就发现,只有贴了水凝膜的手表才能参与这“贴贴玻璃”的狂欢。
在解释手表为何能粘在玻璃上时,许多人给出的答案是光胶现象。这种效应常用于在高端光学仪器中使两片光学镜片牢固结合的场景中。科学家会将两个镜片打磨得极度光滑(表面粗糙度在纳米级别)、清洁且形状精确匹配,使两个镜片的分子可以靠得非常近(接近原子尺度),此时范德瓦耳斯力(分子间的弱吸引力)会产生明显的粘附作用,将两个镜片牢牢吸附在一起,就像用了强力胶一样。但这种技术无需使用任何黏合剂,因此避免了在镜片中引入光学不均匀性或导致光学性能降低。而这种技术也会用在硅晶片的接合等领域。
图片来源:unsplash
而水凝膜与玻璃的贴附,在原理上似乎与光胶现象有共同之处,却也有所不同。光胶现象依靠“极致”的范德瓦尔斯力。与之对应的是,水凝膜的主要成分是热塑性聚氨酯(TPU),这种材料高度柔韧,能够贴合屏幕的弧形和各种边缘——也能高度贴合玻璃表面微观尺度上的不平整,允许分子间的范德瓦尔斯力发挥作用。
但除此之外,TPU的微孔结构也允许它吸收并锁住一定的水分。当水凝膜紧紧贴在玻璃表面时,水分会被挤压成一层薄薄水膜,其内部向内收缩的表面张力,也会为二者之间的贴附提供助力。另一方面,当水凝膜紧密贴附在玻璃上,膜与玻璃间近乎真空的状态,也会导致大气压力从外部向水凝膜和手表施力,将它们压紧在玻璃表面。
可以说,手表与玻璃的紧密接触更多来自各方“众筹”而来的力。因此,不同的玻璃表面,不同的清洁度,不同的水凝膜,尤其是水凝膜表面的划痕情况(或者说粗糙度),都会影响手表粘在玻璃上的牢靠程度。
图片来源:unsplash不知道一些”幸运“网友是集齐了哪些要素,得以让自己的手表无比牢固地粘在……高铁玻璃、飞机玻璃上。不过好在,只要不用蛮力直接向外拉,而是靠扭转的剪切力(或者网友的头发分离法、去膜留表法),都可以无伤取下手表。不过,相比手表粘玻璃背后的科学原理,最令人忍俊不禁的还是这场新时代的”别吞灯泡“行为大赏。我们在社交媒体上刷到的总是“千万别把手表粘在玻璃“,但不知是出于冒险精神,还是逆反心理,面对这种“真的吗?我不信”的情况,许多人都会忽视“手表取不下来”的警告,选择勇敢听从好奇心和探索欲的指引。在这种存在警告的情况下,尝试用手表贴玻璃成了一场微小的冒险。而冒险(作死)行为往往会带来强烈的刺激,促使身体内的肾上腺素分泌——比如激动地跑去尝试。我们的大脑则会通过多巴胺回馈这种刺激,让人感到愉悦和满足。所以在贴玻璃的当下,其实很难分辨,我们究竟是想让手表成功粘上玻璃打破认知,然后承受摘不下来的风险;还是证明”我不信“才是对的!https://mp.weixin.qq.com/s/gpX2M59kBLYe86CRCsOyLw本文来自微信公众号“环球科学”。如需转载,请在“环球科学”后台回复“转载”,还可通过公众号菜单、发送邮件到[email protected]与我们取得联系。相关内容禁止用于营销宣传。