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一把浸不湿的沙子

2022-05-30穆雨

大科技·百科新说 2022年4期
关键词:刚毛水珠魔术师

穆雨

粒粒分明的沙子、干燥的衣物等浸入水中会怎么样?先别着急回答,看完本文,你会增加新的见识。

神奇的水中分沙

假如将几种颜色的沙子倒入水中再撈出,你会捞出一把混合的、湿漉漉的沙子,但魔术师却有办法将水里的沙子分开。

魔术师事先准备三种不同颜色的沙子和一盆水,依次将三种沙子倒入盆中,然后将手伸入盆里轻轻拨弄水和沙子,接下来就是见证奇迹的时刻——魔术师从水里抓出一把沙子,在观众面前摊开手抖一抖,沙子竟然仍是干燥颗粒,从手中散落,也没有和其他颜色的沙子混合。

能自动清洁的荷叶

沙子为什么无法浸湿?这要从自然界里的防水本领说起。“出淤泥而不染”描述的是在泥塘中生长,表面却十分干净的荷花。不仅是荷花,荷叶也十分干净,而且不论有多少水洒在荷叶上,只会形成浑圆的水珠,任水珠怎样滚动,都无法渗入荷叶。

看似光滑的荷叶表面其实密布着肉眼不可见的“疙瘩”,在电子显微镜下看就像毛巾一样毛毛糙糙。这种结构能让落在其上的水形成一个球形,而不铺展开来,并且有助于锁住空气,有效地防止水渗入,也让水珠在滚动的同时带走面上的灰尘。荷叶防水的表面也被称作“超疏水表面”。

在水面上“溜冰”

不仅植物有办法防水,动物也可以。水黾(mǐn)是一种水生昆虫,能在水面上霸气地撑开6条腿,施展水上漂的功夫,以每秒约100倍自身体长的速度在水面上滑行,被喻为“池塘中的溜冰者”。

这得益于水黾身体表面成千上万的刚毛,刚毛和水面间形成了“空气垫”,阻止了水的浸润,让它们能稳定、快速地在水面上行走,原理与荷叶相同。即便遇到风浪、雨水的淹没,水黾也能够凭借这种特性浮出水面。

防水技术不仅仅能防水

动植物的防水本领也启发了科学家,许多为人们带来便利的新型产品应运而生。

用防水材料制作的衣服,番茄酱掉落时不会被粘上;应用了超疏水透明薄膜技术的显示屏,即使被水泼了,也不会失灵;墙如果用了防水技术,也不会渗水了;船或潜艇用了防水技术,可以减少水的阻力,提升速度……

身披“铠甲”的沙子

文章开头的魔术就利用了这一防水原理,将普通沙子裹上超疏水物质,沙子入水时表面形成小水珠,并在水珠的包裹下形成块状,而不会散落在水中,同时周围形成了一层空气,阻挡水的进入。这样魔术师很容易在水中将不同颜色的沙子分开,且无论在水中怎样拨弄沙子,取出时它们仍是干燥的。

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