魯珀特之淚是什麼?為啥子彈都打不碎?它和鑽石哪個更堅硬?

你敢相信嗎?普通玻璃做出來的東西,子彈都打不碎,它長相神似小蝌蚪,頭部不怕刀劈斧砍,無畏錘砸車碾,但如果它的小尾巴被人輕輕一捏,它就會瞬間粉碎炸裂,它就是魯珀特之淚。魯珀特之淚是如何製成的?它又為何如此堅硬?

說出來你可能不信,早在17世紀,魯珀特之淚就被製成了,當時巴達維亞王國有一名叫魯珀特的王子,他突發奇想,讓高溫熔化的玻璃液體靠重力作用落入冷水中,隨後玻璃就以淚滴的形狀被固定了下來,他又意外的發現,這種玻璃的頭部堅硬無比,尾部又暗藏玄機,於是便將幾枚品相好的獻給了英格蘭國王,看似寒酸的禮物卻引起了國王的極大興趣。

而這種玻璃也被當成工藝品在歐洲風靡一時,人們還用這位王子的名字為它命名。總有好奇人士想要試試它到底有多堅硬,於是就用各式手槍對準魯珀特之淚的頭部射擊,並使用高速攝像機記錄下全過程,結果令人歎為觀止,能輕易射穿大樹的子彈,竟沒能傷到魯珀特之淚分毫。而魯珀特之淚堅硬的秘密,更是讓科學家苦苦研究了400年之久!

魯珀特之淚是什麼?為啥子彈都打不碎?它和鑽石哪個更堅硬?

你可能不會相信,魯珀特之淚雖然只是普通的玻璃,竟比鑽石還堅硬。先來看個小實驗,科學家將魯珀特之淚的頭部放在液壓機上,壓力達到4噸時,它渾然不動,壓力逐漸提升到8噸,它才瞬間爆裂。隨後科學家又換上另一枚魯珀特之淚,其可承受壓力竟然達到了驚人的70噸,如果在下面放上一塊鈦合金鋼板,鋼板都被壓出了坑。

再試試鑽石,這是一顆0。85克拉的鑽石,透過慢鏡頭我們能看到,液壓機剛動了一下,鑽石就碎了,科學家初步估算這顆鑽石所能承受的壓力只有3噸左右。那麼魯珀特之淚為啥會這麼硬呢?難道是反科學的存在?把時間撥回到1994年,兩個科研團隊初次透過交叉偏振光技術,查看了魯珀特之淚的內部結構,才發現是應力作用所為。原來當熔化的玻璃靠重力落入冷水中時,外層會因為巨大的溫差迅速凝固,而此時裡層還保持著高溫的融化狀態。

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隨著裡層玻璃的緩慢凝固,熱脹冷縮的作用會讓玻璃裡層出現收縮,進而把玻璃外層用力向裡面拉,這個作用在外層的力叫做壓應力,而外層玻璃又會對裡層玻璃施加一個拉應力,當兩個力相互作用,就會讓魯珀特之淚能承受約700兆帕的壓力。但它的尾巴有著極小的受力面積,所以只需要小小的力就能讓它瞬間破碎。可能有人要問了,魯珀特之淚有什麼實際用處嗎?

你聽說過魯珀特之淚嗎?這是一種長得既像小蝌蚪又像淚滴的普通玻璃,它具有讓子彈打不碎、比鑽石還堅硬的特點。這麼好的東西自然不能只用來當工藝品把玩,所以科學家不惜花費400年時間摸透它的原理,現在它正以其它形態,廣泛存在於我們的生活中。最常見的應用就是鋼化玻璃,公交車、商場展廳、高層建築上的鋼化玻璃,都是利用魯珀特之淚原理製成的。

魯珀特之淚是什麼?為啥子彈都打不碎?它和鑽石哪個更堅硬?

不過鋼化玻璃有兩個弱點,第一個弱點是它的四個角,說到這大家應該並不陌生,因為每輛公交車上都有說明,如果發生意外,一定要用錘子敲擊車窗的四個角。第二個弱點是,它有千分之三的自爆機率,主要是因為鋼化玻璃在生產過程中,可能會出現厚度不均等情況,進而影響內部應力的平衡。

2020年浙江的一個小夥子,就因為浴室鋼化玻璃自爆而傷到了手。那麼科學家是否找到了避免自爆的方式呢?目前很多工廠為了降低自爆造成的傷害,會將兩層鋼化玻璃使用特定膠水貼合起來,即便是真的自爆了,也不至於危害到人身安全。關於魯珀特之淚,你還有哪些要補充的?喜歡的朋友點贊留言加關注,我們下期再見。

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