“滴水穿石” 高速应力显微镜给出定量解释...

据最新一期《自然·通讯》消息，美国明尼苏达大学双城分校研究人员带领的一项创始研究揭示了液滴为何具有腐化坚硬外貌的能力。这一发明仅供辅佐工程师设计更优良、更耐腐化的质料。

该团队一直在研究液滴的影响，从雨滴撞击地面的方法到气溶胶中新冠病毒等病原体的流传。众所周知，迟钝滴落的水滴会跟着时间的推移侵蚀外貌。但是为什么看似柔软和流动的对象会对坚硬的外貌发生如此巨大的影响呢？

此次，通过使用一种新开发的技术，研究人员能够丈量隐藏的量，例如液滴对外貌发生的剪切应力和压力，这种现象以前只在视觉长进行过研究。

“对象方文化中都有类似‘滴水穿石’的说法。”该论文资深作者、明尼苏达大学化学工程与质料科学系副传授程翔（音译）解释说，“这样的说法意在教导对峙不懈。即使你很弱，当你不绝地做某事时，也会发生影响。但是，当你让像水滴这样柔软的对象碰到像石头这样坚硬的对象时，你不禁会想，为什么水滴撞击会造成损害？这个问题是我们研究的动力。”

已往，液滴撞击只能使用高速摄像机进行视觉阐明。明尼苏达大学研究人员的新技术称为高速应力显微镜，通过直接丈量液滴撞击外貌时下方的力，提供了一种定量的办法来研究这种现象。

研究人员发明，液滴施加的力实际上会跟着撞击液滴而扩散，而不是集中在液滴的中心，而且液滴扩散的速度在短时间内凌驾了音速，从而发生了攻击波通过外貌。每个液滴都像一颗小炸弹，，爆炸性地释放其攻击能量，这赋予了它跟着时间推移侵蚀外貌所需的力量。

这项研究不只有助于进一步理解液滴攻击效应，还仅供辅佐工程师设计更耐腐化的外貌，扩展至户外设备的耐用性研究。该团队已打算扩大这项研究，以研究差异的纹理和质料如何改变液滴发生的力。

研究人员暗示，为建筑物外貌或风力涡轮机叶片喷漆可掩护外貌，但跟着时间的推移，雨滴仍可能通过撞击造成损坏。因此，此后的研究将探索能否减少液滴的剪切应力，从而设计出可减轻压力的非凡外貌。