@ 2016.05.25 , 18:02
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为什么闪光片能附着到任何物体上

如果你曾经在做艺术项目的时候用过闪光片的话,你就会知道,这耀眼的小玩意可以附着在任何东西上。

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那么问题来了:为什么闪光片有着这么强的附着力呢?事实证明,要解释这个现象并不简单。我们接触过的科学家们给我们提出了各种各样的解释,从静电到一种叫做范德华力的物理学原理都有。

闪光片是由一种俗称为PET (聚对苯二甲酸乙二酯)的聚合物的细小碎片组成的。

尽管闪光片可以分为好几个尺寸,但它们也就只有一毫米左右。闪光片之所以会这么光亮,是因为它们有一层超薄的金属涂层。闪光片的成分和它超小的体积,使得它得以黏附在任何油腻的、潮湿的甚至是干燥的物体的表面。

闪光片带粘性的物理原理

在某一非正式研究中,专家们揭示了造成了闪光片有神奇粘附力的原因。这其中包含有静电,空气的粘度和一种叫做范德华力的物理现象。

当两个物体接触,并且其中一个物体将它带负电荷的电子传给另一个物体,使得这两个物体,一个带正电,两一个带负电。这时候静电就会产生啦。带有同种电荷的物体会相互排斥,而带有不同种电荷的物体则会相互吸引。要观察到这种现象的话,你可以用一只气球去摩擦你的头发,你会发现你的头发会立起来。

德克萨斯州大学奥斯汀分校的化学高级讲师 Paul McCord 说,在大多数情况下,静电可能是造成闪光片能够黏附在干燥的物体表面的原因。“塑料制品可以疯狂地捕获电子。”他补充道。(当你买了一小塑料瓶的闪光片的时候,你可以观察到这个现象。即便小瓶内壁是干燥,但是它上面依旧有一层薄薄的闪光片层。)

来自空气的影响

另外一个因素可能对此也有影响:空气的粘性。在微观下,空气实际上是非常粘稠的,表现得像是液体而不是气体。

McCord 说,如果你将一样扁平的、细小的物件放在任一非常光滑的表面上,例如是放一张纸在桌子上吧。你会发现它牢牢地附着在纸上,除非你能微微地翘起它其中一边,否则你将很难将其拿起来。那是因为纸片将它与桌子之间的空气都挤压出来了。这是因为来自纸片上方空气给了它压力,而你需要让一些空气进入纸片的底部以抵消来自上部的压力。因为闪光片通常是非常扁平和细小的 ,所以它也能像刚才说的纸片一样被气压压在物体表面。

范德华力

专家们这样对 Live Science 说:“尽管范德华力有点神秘,但是至少范德华力还是和闪光片的粘附力有点关系的,所以我们在这里搬出了范德华力。”但范德华力并不能完全解释这个现象。范德华力可以描述包括某些分子间的相互吸引或是相互排斥等的许多现象。例如,范德华力揭示了壁虎是如何在墙上爬行的,以及为什么水可以附在某些物体上,而其他的一些却不能依附上。

闪光片从不同的种类范德华力中得到附着力,具体取决于它要附着的表面是有水的,油腻的还是干燥的。

表面张力:

在有水的表面上时,其中一些影响因素来自表面张力,这包一种闪光片的分子与水分子相互吸引的范德华力。水分子是一种极性分子(分子中正负电荷中心不重合),这就意味着它有正电端和负电端。照这样说,水分子像小磁铁那样通过正电端以及负电端进行分子间的相互吸引。这就是为什么在某些表面上,小水珠总是想聚集起来形成一个大的水滴。如果你把收打湿了手然后放一些沙子在上面,这些沙子会黏附在手的表面,这是因为那些水分子相互吸引,使得沙子被限制住了。同样的,这可以解释为什么闪光片或者其他的细小颗粒会黏附在你打湿了的手指上。

毛细管现象:

这种范德华力描述了液体在黏附含有小孔道的墙壁的时候,它的粘附力会更强,这样说吧,比它们分子间的相互吸引力还强。毛细管现象解释了为什么水可以被纸巾吸收:水分子从纸巾表面的孔道受到的吸引力比它们分子间的吸引力还强。就像纸巾那样, 闪光片表面的有小瑕疵小缺陷得以吸引水分子。

附着力

这种范德华力来自于两个相互接触的物体的表面上,俄勒冈州路易克拉克大学生物学教授 Kellar Autumn ( Kellar Autumn 博士在研究壁虎是如何黏附在物体表面上的时候,开创性地开展了对附着力的实验研究工作)这样说。闪光片颗粒是非常扁平的,所以他们有更多的表面积去接触各种表面。

静电的相互作用

另外一个因素可能是套在闪光片外面的金属涂层。南加州大学健康科学校区的前化学教师 Dave Farina 说:“如果闪光片套上了一层金属的话,我认为它与其他物体的表面更有可能产生更正式静电作用。”

有自由电子的金属都会轻微带电,当有带正电的分子在附近的话,它们会相互吸引。 Farina 说:“金属使得情况变得更加特别,因为它们的相互作用并不属于范德华力的范围,”他补充道:“实际上,(这)很大程度上取决于金属上的电子的分布方式。”

摩擦力

“闪光片是那么轻与小,所以相对于重力,摩擦力变得更为重要。如果闪光片附着在光滑的表面上,即便你使那个表面倾斜了,它还是没有足够的力使得它滑落下来。” Farina 说。

如果要揪出导致小小闪光片有超强附着能力的罪魁祸首的话,可能需要材料学家进行一些调查研究工作。“如果你真的想要弄明白闪光片是如何附着在皮肤上的,实验那是必须要做滴,” Autumn 说,“一旦涉及到附着力的问题,就不会很简单地得到答案了。”

如何清理闪光片

相比于搞清楚这些小玩意是如何附着在物体表面的,可能你更想要知道怎么把它们从揪下来。

从干燥的表面弄下它们,可以抽个真空啊,或是用湿了水的衣服、海绵(尽管在用完之后你可能不得不将这些用过了的衣服丢掉,因为你懂的。)从皮肤上揪下它们的话可能有一些不同,因为人的皮肤表面或多或少都会有些水分。

美国美特宝公司(万恶之源,发明生产了今天众所周知的闪粉、闪光片的公司)的销售经理 Joe Colleran 给我们传授了这样的秘诀:“将闪光片从潮湿的表面弄开的最好的方法就是撒些粉末,例如滑石粉,使用压缩空气也是可以的。”

本文译自 livescience,由译者 DoctorP 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 18+1

  1. 骑着扁担抱牛
    @1 year ago
    3150826

    那它们为什么不相互附着

    [149] XX [4] 回复 [0]
  2. 挂科的冲冲
    @1 year ago
    3150835

    高中生物理系列

  3. 世界的第八天
    @1 year ago
    3150845

    湿气和静电这两个是最关键的,电线杆和干燥的墙上就无法吸附,相互之间不附着,你可以试试喷点水雾

  4. 嗷嗷
    @1 year ago
    3150846

    @世界的第八天: 静电需要摩擦,还要点湿气,ok,似乎知道哪里最容易吸附了

    [16] XX [0] 回复 [0]
  5. rosses
    @1 year ago
    3150848

    闪粉就对是最难清理的东西之一

    [18] XX [0] 回复 [0]
  6. 小维子
    @1 year ago
    3150852

    @骑着扁担抱牛 因为它们都带有同种电荷惹

  7. Butters
    @1 year ago
    3150853

    @骑着扁担抱牛: 因为同性相斥?

  8. 3150856

    我是蓝色的吗?

  9. lbSeevdo
    @1 year ago
    3150867

    好像杠杆原理的证明也非常复杂

  10. 要叫节操叔
    @1 year ago
    3150923

    比如说吃下闪光片胶囊屎就能变成闪闪发光的粉色翔?

  11. 要叫节操叔
    @1 year ago
    3150924

    比如说吃下闪光片胶囊,翔就能变成闪闪发光的粉色翔?

  12. 3150954

    一直很担心这玩意跑进机箱里把我零件弄短路了

  13. 你好
    @1 year ago
    3150975

    石墨炸弹就是这个原理吗?

  14. 占比日月
    @1 year ago
    3150994

    记得以前有个给仇人寄金粉的项目

  15. DoctorP
    @1 year ago
    3151021

    @要叫节操叔 http://jandan.net/2015/11/08/eat-glitter-poop.html?_t=t

  16. 夏花
    @1 year ago
    3151373

    我以为我是来看美甲贴的。。

  17. 称呼太长
    @1 year ago
    3151674

    最后是重点

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