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為什麼我們在水中,能對玻璃任意裁剪,你知道原理嗎?

玻璃是我們生活中經常接觸到的事物,在大家的印象之中,它雖然極其堅硬,卻又非常容易碎裂,離開了專用工具,幾乎很難被切割。可今天我要告訴大家一個很適用的方法,只要將玻璃放置在水中,然後使用一把普通的剪刀就可以進行任意裁剪了,並且能夠隨心所欲檢出自己喜歡的樣子,這到底是基於什麼樣的原理?普普通通的水為何具備如此大的魔力,能夠使堅硬的玻璃輕易折腰?

要回答這個問題,我們首先要說說玻璃的基本結構。我們平時接觸最多的當屬石英玻璃,它其實是由無數個二氧化矽四面體單元串聯起來的網狀結構體。在單個二氧化矽分子中,四個頂點均有一個氧原子,他們各踞一方,共同拱衛著中心的一個矽原子,由此形成的Si -O 共價鍵十分牢固,所以導致剝離的硬度非常高。

要想高質量的切割玻璃,我們通常必須藉助硬度更高的金剛石方行,可是Si -O共價鍵的牢靠性也只是相對的,或許它處在空氣中時間不可催,但一旦置身於水中,就會立馬變得脆弱起來,這是因為矽原子更容易受到氫氧根的吸引,從而形成新的共價鍵,導致自身的Si-O 共價鍵破損,或者產生出即將破裂的趨勢,其蘊藏的鍵能被大幅削弱,大概減小了20倍。

此時只需要較之前來說很輕的力道,就可以使共價鍵斷裂,致使玻璃表面出現微小的裂痕。這種裂痕一旦產生,在氫氧根和外力雙重侵蝕下就會迅速延伸,並且擴大,我們或許可以用“裂紋擴充套件”來形容此類機制,這也是為什麼剪刀能夠在水中輕鬆裁剪玻璃的原因了。

當然,這種裁剪並不是規範性的,它雖然能夠聽憑君以任意施為,但精度卻很難把控,介面也會在裁剪的過程中不斷崩壞,因此不會顯得太過平滑,所以在實際的玻璃加工過程中,並沒有得到直接的運用。但基於這個原理,我們還是經常能夠看見它的身影,比如眼鏡店打磨鏡片時,就會不停的講鏡片上噴水,一是沖走上面殘渣和碎屑,二是用氫氧根削弱玻璃的強度。

在大多數人的認知中,水都是至柔至順之物,似乎並不具備什麼大的能量,透過水中切割玻璃,讓我們認識到了水蘊藏的巨大能量,然而水的能量卻不止於此。一種叫做水割的切割方式,在如今的工業生產中大放異彩,被廣泛應用,將水加壓到300到500兆帕之間,再透過0。05毫米的噴嘴噴射出來,就可以切割絕大部分的軟性材料了,如果再向水中摻入適量磨料,大多數的硬性材料在它面前也將被輕易切開。

由此可以看出,我們尋常生活中接觸到的萬事萬物,都能夠在某些方面、某些場合發揮出巨大的作用,所以大家絕不可以輕易忽視他們。其實知識就隱藏在我們生活的方方面面之中,只需要大家把他們挖掘出來,並且加以運用罷了,隨時隨地的留意生活,乃至學習知識,激發靈感的重要途徑。