第十八章 神奇的玻璃

幫全人類開掛 第十八章 神奇的玻璃

為什么超級材料會是玻璃，可是我們的印象中玻璃是很脆弱的，這是因為我們沒有看到玻璃的本來面目。

這個故事還得從玻璃的三個性質說起，

首先玻璃無論是哪一個地方受到了打擊，破碎后總是一碎一大片。

這一現象，好像司空見慣，于是人們用脆來形容玻璃，卻依然沒有搞清楚玻璃為什么這樣脆。

仔細想一想，這的確是一個不好回答的問題，能問哭高中的物理老師。

實際上關于玻璃的這個特點，至今依然是物理前沿所研究的一個重點。

玻璃的另一個不同尋常的特點是它能夠受到聲音的影響而破碎。

雖然這個問題有一個流行的答案，是因為產生了共振，但依然無法解釋，聲音卻不能用這種方式毀壞其他物品，哪怕把音量提升得再高。

而且能夠導致玻璃破碎的聲音，本身的能量并不需要太大，這都將事情的矛頭指向了一點，玻璃可能是自己主動破碎的。

第三個屬性是，玻璃被生產出來后都有一定的自爆概率，這種自爆現象是在沒有外力干預的情況下自發產生的，而且無法阻止和避免。

即便將一塊幸存下來的玻璃放在一個恒溫的保險庫內，依然會有極小的概率發生自爆。

玻璃是一個很奇特的物質，擁有其他材料所不具備的一些特性。

實際上關于玻璃的難以回答的問題還有很多，為何玻璃會有這種古怪的性質，這是當代凝聚態物理的未解之謎。

甚至到現在，玻璃究竟是不是液體都還是一個物理學家們爭論不休的話題。

不過剛才所提到的三個玻璃的特性卻有合理解釋，有一個來之于物理前沿研究成果的答案可以同時解釋這三個特性，聽起來有一些聳人聽聞。

通俗地說玻璃內部潛藏著無數的小炸彈，他們隨時準備爆炸，可以是被外部條件觸發引爆，也可以是自爆。

玻璃之所以總是一碎一大片，是因為當其中任何一個點受到打擊后，隨著這個點上的小炸彈被觸發，這些小炸彈的爆炸又可能激活周圍的炸彈，于是引起連鎖反應。

聲音能夠導致玻璃破碎的原因也是如此，并非是聲音本身的能量過于強大，而是他們觸發了那些玻璃內原本就有爆炸沖動的小炸彈。

至于玻璃的自爆現象，就不必再解釋了。

暫時拋開對于玻璃的固有印象，我們知道組成玻璃的化學鍵是SI-O硅氧共價鍵，其鍵能非常大，很難被破壞，

同時共價鍵強度遠大于金屬鍵，也就是理論上由大量硅氧共價鍵組成的玻璃強度上也應該完爆金屬，可是我們一般見到的玻璃卻不是這樣。

玻璃的破碎是因為其本身內部產生了自爆，玻璃原本無堅不摧，沒有任何金屬材料能夠傷害玻璃。

玻璃被金屬物品擊碎，只是在這個過程中產生的沖擊，觸發了玻璃上面原本就有的小炸彈，使其引爆。

當然小炸彈只是一個比喻，我們將沙子加熱到高溫融化制成玻璃，打斷了他們原有的共價鍵后重新冷卻，硅原子和氧原子很難形成整齊的框架，

這也就意味著必然會有原子被擠壓，實際上的我們目前所生產出來的玻璃，內部并非完美排列，而是在冷卻的過程中原子間胡亂擠壓，最終導致了內部隱藏著無處不在的巨大的隱患，于是形成了這些隨時會爆炸的“小炸彈”。

那么假如有什么辦法能讓玻璃內沒有這些小炸彈，這種玻璃的性質又會如何呢。

這種玻璃在這個世界上并不存在，可以說是一種絕對完美和理想的玻璃，金屬在它的面前如同泥巴一樣柔軟。

既然是絕對理想狀態下，那么直接比較一下組成玻璃的化學鍵和組成金屬的化學鍵的強度。

組成玻璃的SI-O共價鍵其強度遠勝于組成金屬的金屬鍵，這一點在一些高分子合成材料中也有體現。

雖然至今人類暫時還沒有制造出，那種內部沒有小炸彈的完美玻璃，但是卻在逐漸嘗試著靠近這個方向，其成果便是鋼化玻璃。

而這個故事的開始要從魯伯特之淚說起。

魯珀特之淚的制造并不復雜，只需要把融化的玻璃滴入水中就可以得到。

但是它的強度卻非常驚人，和一般狀態下的玻璃有著天壤之別。

一顆五號電池大小的魯珀特之淚，面對鐵錘和電鉆的攻擊完全無視。

即便是遇到了子彈的攻擊，和能破壞一切的液壓機也依舊堅挺。

甚至有時候面對金屬液壓機，不斷增大壓力的情況下，液壓機的兩個金屬面會變形，最終一顆很小的魯珀特之淚在幾噸的壓力之下嵌入到了變形的金屬中。

魯珀特之淚的造型一般呈現蝌蚪狀，或者水滴狀。

它還有另一個有趣的屬性，那就是如果在滴入水中的時候留下了一條纖細的尾巴，那么它就會因此獲得一個弱點。

只要輕輕地捏一下尾巴，之前無比堅硬的魯珀特之淚會從尾巴開始，從內到外瞬間炸裂，粉身碎骨，整個場景非常壯觀。

對于魯珀特之淚的槍彈射擊實驗，會出現兩種情況。

第一種情況，子彈粉身碎骨，魯珀特之淚毫發無損。

第二種情況，兩者最終同時毀滅，但是在高速攝像機的觀察之下可以看到一些細節。

整個過程中，碰撞的那一瞬間，最開始依舊是子彈粉身碎骨，魯珀特之淚完好無損，甚至連一點擦傷都沒有留下，表面依舊光滑如初，這說明高速的子彈是無法傷及魯珀特之淚的表面的。

但是在短暫的一段時間以后，之前似乎沒有受到傷害的魯珀特之淚開始從內到外爆炸。

魯珀特之淚依舊還是玻璃，沒有往其中添加任何其他物質，滴入水中的過程中，同樣沒有發生化學上的變化，但是它為何強度上會有如此驚人的變化。

實際上玻璃本身就很強大，魯珀特之淚，只是讓玻璃展現出了它本來應該擁有的面貌。

魯珀特之淚和普通的玻璃唯一的區別是最外面的一層，在將融化的玻璃滴入到水中的時候，最外側的玻璃因為和冰冷的水直接接觸，瞬間凝固并定型，而內部依然是液體狀態，當內部液體在凝結過程中，就會擠壓已經定型的外殼，從而產生一個帶有巨大壓應力的表層。

這股作用在表層的壓應力非常之巨大，壓強相當于指甲蓋大小的地方上承受著70噸壓力。

可是它不但沒有摧毀魯珀特之淚的表層，反而讓它更加堅強。

因為玻璃本身的強度也無比巨大，能夠承受得起這股應力。

同時表層所攜帶的巨大應力，相對而言是比較整齊有方向的，它會導致表層玻璃上的小炸彈的爆炸方向整齊向外，當局部受到打擊的，部分小炸彈被激活引爆后因為方向向外，從而不會簸箕同胞，也就不會在表面互相傳遞爆炸，引起連鎖反應。

玻璃的破碎必須同時滿足兩個條件，一個是局部的炸彈被激活，另一個是爆炸發生了傳遞。

表層巨大的應力阻止了爆炸的傳導，這就是魯珀特之淚的表面，為什么受到任何打擊都不會破碎的原因。

但是魯珀特之淚的內部可就沒有這么幸運了，滴入水中后，除了表面薄薄的一層以外，里面的玻璃和普通玻璃一樣緩慢凝固，具有一樣的性質，因此魯珀特之淚的內部依然會傳遞爆炸，

所以捏斷魯珀特之淚纖細的尾巴后，它會沿著尾巴最終整體毀滅，同時魯珀特之淚也具備和普通玻璃一樣受到巨大震動后，也會從內向外爆炸。

總而言之，簡單的說魯珀特之淚表面的應力層可以阻止小炸彈爆炸的傳播，因而讓它呈現出表面金剛不催的性質，但僅僅只是表面一層有這樣的能力。

人們還是沒有找到辦法消除玻璃內部的小炸彈，不過這薄薄的表面一層卻已經讓玻璃呈現出無窮的潛力。

根據此原理人們發明了鋼化玻璃，手機上的鋼化玻璃是使用了化學的方法，讓表面同樣產生應力層，但依然只是能讓表面變得堅強。

ps 抱歉一整章沒寫劇情，不過為了寫這一章用了我五天的時間，不斷修改打磨，目的就是盡可能地把一個硬核的內容通俗易懂地講出來，希望所有書友都能輕松看懂。

不喜歡這一章也沒關系，反正只要知道男主將研發一種沒有缺陷不會破碎的玻璃就行。

這類問題在兩年前還是科學前沿的未解之謎，后來有所突破。

劇情可以夸張，但凡是涉及到技術層面都要取材之前沿科學。

另外網上有很多魯珀特之淚玩壞液壓機，還有被子彈打不碎，捏尾巴碎掉的視頻。