“鉆石恒久遠,一顆永流傳。”每每提到最堅硬的物質,人們第一個想到的總是代表美好愛情的鉆石。鉆石是自然界中最硬的物質,一般誕生于地殼深處,歷經億萬年的高溫高壓等嚴酷條件的考驗,繼而結晶,純化。
與之相反的是,我們日常生活中隨處可見的玻璃,常常被人們用作脆弱的代表。比如,當我們說一個人心理脆弱的時候,一般稱之為“玻璃心”,當一名運動員經常受到傷病困擾的時候,我們會稱他是“玻璃人”。看似堅硬的玻璃杯子,如果不小心掉到了地上,便會摔得四分五裂,難以復原。
然而,大自然中有很多事情經常會顛覆我們的認知。雖然生活中我們都用鉆石來切割玻璃,可是在某種狀態下,脆弱的普通玻璃通過一個簡單的過程便可以變得比鉆石還要堅硬,甚至子彈都無法將其打穿,我們稱這樣的玻璃為“魯伯特之淚”。魯伯特之淚和普通的玻璃并沒有什么兩樣,化學成分完全相同,但其強度卻比鉆石還要強上幾百倍。這是為什么呢?
其實,魯伯特之淚打斷制作過程十分簡單,準備一杯冰水,將玻璃在自然環境中融化,在重力的作用下,融化的玻璃會形成水滴一樣的形狀,當“玻璃滴”滴入水杯中時,“玻璃滴”會迅速變成眼淚形狀的固體,并擁有一條細長的尾巴,就像小蝌蚪一樣。經過錘煉的玻璃搖身一變成為了魯伯特之淚,也擁有了極其堅硬的本體,可以承受8噸左右的壓力。
那么,魯伯特之淚緣何會如此堅硬呢?這和它內部的結構組成是密不可分的。當熔融狀態的玻璃掉入冰水中時,玻璃滴的表面在與冰水接觸之后會迅速冷卻,固化。固化的同時也產生了急劇的收縮,體積的減小壓縮著玻璃滴內部的空間,密度變小,分子間的作用力增大,進而使得魯伯特之淚的本體強度極高。
不過,與鉆石一樣,魯伯特之淚也有一段情話,“你是我的阿克琉斯之踵,也是我的魯伯特之淚的尾巴”。不同的是,這段話描述的是魯伯特之淚的致命缺點。魯伯特之淚的尾巴就好像阿克琉斯的腳踝一樣脆弱,當我們輕易打碎魯伯特之淚的尾巴時,它的本體也會失去原有的強度,這又是為什么呢?
上面我們提到,魯伯特之淚的本體遇水后急劇收縮,表面受到很大的壓應力,內部尤其是核心位置受到很大的拉應力而被拉扯像四周。當魯伯特之尾被破壞的時候,殘存的應力被釋放出來,內部的裂紋瞬間傳到本體的每一個角落,魯伯特之在霎時之間粉身碎骨。一些科學家曾經測算過魯伯特之淚裂紋傳遞的速度,最高可達1900m/s.
神奇的大自然總是帶給我們一個又一個的驚喜,讓我們感嘆這個世界竟如此的奇妙和有趣。或許,魯伯特之淚帶給我們的震撼就像那首歌里所唱的那樣,“剎那間澈靜明通,成為我所向披靡的勇氣和惶恐”。