氣泡的科學 氣泡的科學

氣泡的科學

氣泡的科學

泡泡看似平常,我們往往只覺得它們是飲料的調味料或是小孩子的玩具。但科學家們正在揭示泡泡的另一面:它們可以進行計算、影響氣候,甚至還能作為武器。 「我可以開一整門課專門講泡泡,」波士頓大學的機械工程師兼泡泡專家詹姆斯·伯德說道,「我對泡泡了解得越多,就越意識到我們對它們的認知還遠遠不夠。」值此夏季——泡泡的非官方季節——之際,我們將帶您一窺這種常見卻鮮為人知的物質形態背後的奧秘。

打獵

科學家發現,當螳螂蝦攻擊時,其螯肢會將水分子彼此拉開,形成一個低壓區,水在其中蒸發。蒸發的水蒸氣形成一個不穩定的氣泡,氣泡迅速內爆,並在內爆過程中釋放出足以重創毫無防備的獵物的力量。

武器

俄羅斯工程師利用一種名為超空化的技術,讓「暴風雪」魚雷達到了創紀錄的230英里/小時(200節)的速度。當魚雷頭部劃破水面時,會產生氣泡,進而減少魚雷與周圍液體的接觸面積,降低摩擦力,提高速度。

電腦

氣泡可以充當比特。研究人員利用氣泡製造了邏輯閘,這些氣泡可以在蝕刻管中移動,並像電路中的電子一樣運作。由於氣泡(與電子不同)還可以攜帶化學物質,因此理論上,氣泡計算機除了進行計算之外,還可以運送藥物。

氣候

「實際上,氣泡正在幫助海洋呼吸,」倫敦大學學院的海倫·切爾斯基說。她發現,當海浪破碎時,氣泡會釋放出鹽和硫的氣溶膠,從而形成雲層。她還證明,氣泡對於海洋中健康的氣體交換至關重要。

本文原刊於2014年6月《大眾科學》雜誌。