大自然最美丽的创造物之一是飞溅环,或者说是液滴撞击表面后几毫秒内形成的冠状物。芝加哥大学物理学研究生徐磊最近弄清楚了是什么创造了这个形状以及一般的飞溅:空气。
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一个多世纪以来,物理学家一直在研究飞溅的力学原理,但直到徐磊出现,才有人想到研究空气可能产生的影响。为了弄清楚这一点,徐磊和他的导师西德尼·内格尔以及同事温迪·张利用高速摄影来研究乙醇滴落在真空室内玻璃板上的飞溅情况。真空室内空气的压力稳定降低。在五分之一到六分之一大气压下,液滴仍然会落下,但没有一丝飞溅的迹象。他们还尝试使用不同的气体,包括氪气和氦气,进行实验。结果是一致的。
徐磊和他的同事已经弄清楚了原因。通常,当液滴撞击表面时,它会迅速向外膨胀并推挤周围的空气。空气以自身的力反推回来。这样做时,它会破坏将液滴中的分子结合在一起的表面张力,从而将其粉碎。徐磊说,如果去除空气,也就去除了那种力,从而导致无飞溅的撞击。他说,消除飞溅可以提高喷墨打印的质量。














