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為什麼閃光片能附著到任何物體上

如果你曾經在做藝術項目的時候用過閃光片的話,你就會知道,這耀眼的小玩意可以附著在任何東西上。


為什麼閃光片能附著到任何物體上


那麼問題來了:為什麼閃光片有著這麼強的附著力呢?事實證明,要解釋這個現象並不簡單。我們接觸過的科學家們給我們提出了各種各樣的解釋,從靜電到一種叫做范德華力的物理學原理都有。

閃光片是由一種俗稱為 PET (聚對苯二甲酸乙二酯)的聚合物的細小碎片組成的。


儘管閃光片可以分為好幾個尺寸,但它們也就只有一毫米左右。閃光片之所以會這麼光亮,是因為它們有一層超薄的金屬塗層。閃光片的成分和它超小的體積,使得它得以黏附在任何油膩的、潮濕的甚至是乾燥的物體的表面。


閃光片帶粘性的物理原理


在某一非正式研究中,專家們揭示了造成了閃光片有神奇粘附力的原因。這其中包含有靜電,空氣的粘度和一種叫做范德華力的物理現象。

當兩個物體接觸,並且其中一個物體將它帶負電荷的電子傳給另一個物體,使得這兩個物體,一個帶正電,兩一個帶負電。這時候靜電就會產生啦。帶有同種電荷的物體會相互排斥,而帶有不同種電荷的物體則會相互吸引。要觀察到這種現象的話,你可以用一隻氣球去摩擦你的頭髮,你會發現你的頭髮會立起來。


德克薩斯州大學奧斯汀分校的化學高級講師 Paul McCord 說,在大多數情況下,靜電可能是造成閃光片能夠黏附在乾燥的物體表面的原因。「塑料製品可以瘋狂地捕獲電子。」他補充道。(當你買了一小塑料瓶的閃光片的時候,你可以觀察到這個現象。即便小瓶內壁是乾燥,但是它上面依舊有一層薄薄的閃光片層。)

來自空氣的影響

另外一個因素可能對此也有影響:空氣的粘性。在微觀下,空氣實際上是非常粘稠的,表現得像是液體而不是氣體。


McCord 說,如果你將一樣扁平的、細小的物件放在任一非常光滑的表面上,例如是放一張紙在桌子上吧。你會發現它牢牢地附著在紙上,除非你能微微地翹起它其中一邊,否則你將很難將其拿起來。那是因為紙片將它與桌子之間的空氣都擠壓出來了。這是因為來自紙片上方空氣給了它壓力,而你需要讓一些空氣進入紙片的底部以抵消來自上部的壓力。因為閃光片通常是非常扁平和細小的 ,所以它也能像剛才說的紙片一樣被氣壓壓在物體表面。

范德華力

專家們這樣對《生活科學》雜誌說:「儘管范德華力有點神秘,但是至少范德華力還是和閃光片的粘附力有點關係的,所以我們在這裡搬出了范德華力。」但范德華力並不能完全解釋這個現象。范德華力可以描述包括某些分子間的相互吸引或是相互排斥等的許多現象。例如,范德華力揭示了壁虎是如何在牆上爬行的,以及為什麼水可以附在某些物體上,而其他的一些卻不能依附上。

閃光片從不同的種類范德華力中得到附著力,具體取決於它要附著的表面是有水的,油膩的還是乾燥的。


表面張力:


在有水的表面上時,其中一些影響因素來自表面張力,這包一種閃光片的分子與水分子相互吸引的范德華力。水分子是一種極性分子(分子中正負電荷中心不重合),這就意味著它有正電端和負電端。照這樣說,水分子像小磁鐵那樣通過正電端以及負電端進行分子間的相互吸引。這就是為什麼在某些表面上,小水珠總是想聚集起來形成一個大的水滴。如果你把收打濕了手然後放一些沙子在上面,這些沙子會黏附在手的表面,這是因為那些水分子相互吸引,使得沙子被限制住了。同樣的,這可以解釋為什麼閃光片或者其他的細小顆粒會黏附在你打濕了的手指上。


毛細管現象:


這種范德華力描述了液體在黏附含有小孔道的牆壁的時候,它的粘附力會更強,這樣說吧,比它們分子間的相互吸引力還強。毛細管現象解釋了為什麼水可以被紙巾吸收:水分子從紙巾表面的孔道受到的吸引力比它們分子間的吸引力還強。就像紙巾那樣, 閃光片表面的有小瑕疵小缺陷得以吸引水分子。

附著力


這種范德華力來自於兩個相互接觸的物體的表面上,俄勒岡州路易克拉克大學生物學教授 Kellar Autumn ( Kellar Autumn 博士在研究壁虎是如何黏附在物體表面上的時候,開創性地開展了對附著力的實驗研究工作)這樣說。閃光片顆粒是非常扁平的,所以他們有更多的表面積去接觸各種表面。

靜電的相互作用

另外一個因素可能是套在閃光片外面的金屬塗層。南加州大學健康科學校區的前化學教師 Dave Farina 說:「如果閃光片套上了一層金屬的話,我認為它與其他物體的表面更有可能產生更正式靜電作用。」


有自由電子的金屬都會輕微帶電,當有帶正電的分子在附近的話,它們會相互吸引。 Farina 說:「金屬使得情況變得更加特別,因為它們的相互作用並不屬於范德華力的範圍,」他補充道:「實際上,(這)很大程度上取決於金屬上的電子的分布方式。」

摩擦力

「閃光片是那麼輕與小,所以相對於重力,摩擦力變得更為重要。如果閃光片附著在光滑的表面上,即便你使那個表面傾斜了,它還是沒有足夠的力使得它滑落下來。」 Farina 說。


如果要揪出導致小小閃光片有超強附著能力的罪魁禍首的話,可能需要材料學家進行一些調查研究工作。「如果你真的想要弄明白閃光片是如何附著在皮膚上的,實驗那是必須要做滴,」 Autumn 說,「一旦涉及到附著力的問題,就不會很簡單地得到答案了。」


如何清理閃光片


相比於搞清楚這些小玩意是如何附著在物體表面的,可能你更想要知道怎麼把它們從揪下來。


從乾燥的表面弄下它們,可以抽個真空啊,或是用濕了水的衣服、海綿(儘管在用完之後你可能不得不將這些用過了的衣服丟掉,因為你懂的。)從皮膚上揪下它們的話可能有一些不同,因為人的皮膚表面或多或少都會有些水分。


美國美特寶公司(萬惡之源,發明生產了今天眾所周知的閃粉、閃光片的公司)的銷售經理 Joe Colleran 給我們傳授了這樣的秘訣:「將閃光片從潮濕的表面弄開的最好的方法就是撒些粉末,例如滑石粉,使用壓縮空氣也是可以的。」

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