它被誉为是世界上最硬的玻璃,连子弹也无法穿透它。就算是在液压机的铁锤之下,它也能做到完好无损。它就是鲁珀特之泪。你敢相信吗?就是这样一种几乎坚不可摧的玻璃,竟然被小莫轻轻一捏就碎成了渣。今天我们来聊连子弹都打不穿的玻璃,为什么轻轻一捏就会瞬间粉碎的原因,鲁珀特之泪也叫巴达维亚之泪。它的制作方法非常简单,只需要将普通的玻璃加热到熔化状态,然后再将它自由落体滴入到凉水中。
这样一套操作下来比金刚石还坚硬的鲁珀特之泪就造出来了。这套制作工艺最早是出现在17世纪,当时巴达维亚的鲁珀特王子将自己意外得到五颗眼泪状的玻璃送给了英格兰查理二世。查理二世很快就发现这种眼泪状的玻璃奇硬无比,无论是用铁锤砸还是自由落体,它都不会碎。在这往后的几百年时间里,皇家科研人员绞尽脑汁也没能搞明白它的神奇特性。有人还曾经做过这样一个实验,将手枪枪口直接对准鲁珀特之泪,在一声枪响后。
穿透力极强的子弹在鲁珀特之泪面前瞬间粉碎。所以疑问来了,你说它是玻璃吧?它又能硬扛子弹的攻击,你说它坚不可摧吧,用手捏它的尾巴,它就会瞬间粉碎。那么问题来了,为什么坚硬无比的鲁珀特之泪,它的尾巴会如此的脆弱?在往后的400多年的时间里,科学家们终于找到了鲁珀特之泪的奥秘。
在20世纪90年代普渡大学的钱德拉塞克兰教授在用透视偏光显微镜观察鲁珀特之泪时,有了惊人的发现,它发现鲁珀特之泪的头部存在着高达700兆帕的压缩应力。 这个数值大约是大气压的7000倍左右。要知道7000个大气压就相当于地球最深处马里亚纳海沟水压力的7倍。之所以会出现这么诡异的压缩应力问题,就出在它的制作工艺上。
再将鲁珀特之泪滴入冰水中的时候,最外层的玻璃会瞬间凝固成固态,但是在这个时候,它的内部依旧还处于高温的熔融状态,只有当溶液的热度传导到冰水里,它内部的液态玻璃才会慢慢的冷却凝固。在热胀冷缩的作用下,内部的凝结过程会将早已固化的外层玻璃不断向内收缩。 在力的作用下,导致了鲁珀特之泪的内部相当紧实。但是在内部凝结的过程中,外部的玻璃也不甘示弱,它也会使劲的把内部的玻璃拉向4周。
这样一来,整个鲁珀特之泪就形成了一种奇异的平衡。只要这种平衡不被打破,那么鲁珀特之泪就能一直保持坚不可摧。但是这种平衡就像爱情一样,处于热恋中的人,它们外表看起来坚不可摧,但实际上它们都拥有一颗脆弱的内心,而鲁珀特之泪也不例外,它最脆弱的部分就是它那又细又长的尾巴,只要轻轻一捏它的尾部。 这种奇异的平衡就会被瞬间打破。
来自外部的冲击力会瞬间从尾部延伸到整个鲁珀特之泪的内部。这种现象被人们称为裂纹扩展,这也是为什么能扛住子弹攻击的鲁珀特之泪,却扛不住人类的轻轻一捏的原因。力的平衡一旦被打破,那么等待它的将只有粉碎。不过这个过程我们人眼是观察不到的,因为鲁珀特之泪的破碎过程是在一瞬间完成的,这个速度大约为1.7公里每秒,属于是音速的5倍左右,只有通过高速相机上才能完整还原。
对于鲁珀特之泪。 可能有很多人比较好奇,它预计坚不可摧也同样脆弱的钢化玻璃又有何联系呢?其实钢化玻璃的制作过程与鲁珀特之泪几乎一样,都是先将玻璃进行加热软化,然后再放入冷水中冷却,再冷却的过程中,玻璃表面会快速凝固,而它内部的温度依然会很高。