在《射雕英雄傳》裡,裘千仞有一種“水上漂”的功夫,不借助任何工具,僅靠雙腳就能在水面上奔跑。
這種功夫真的存在嗎?我們先通過實驗回答另外一個問題:一枚繡花針能否漂浮在水面上?
視頻演示:繡花針的 “水上漂” 功夫
先将餐巾紙平鋪在水面上,然後小心翼翼地在紙上平放一根繡花針。等待一會兒,餐巾紙吸水後慢慢下墜,但繡花針依然漂浮在水面上。如果此時再向水裡滴加一滴洗潔精,繡花針就會沉下去。
實驗原理:水的表面張力支撐住了繡花針,使之漂浮在水面;往水裡滴加洗潔精,降低了表面張力,繡花針就下沉了。
液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層,叫做表面層。表面層裡的分子比液體内部稀疏,分子間的距離比液體内部大一些,因而産生了極其微小的拉力,即表面張力。表面層薄膜承受着表面張力,可以托住某些原本應該下沉的物體。
■ 漂浮在水面上的硬币
能否運用表面張力練成 “水上漂” 功夫?
在包羅萬象的自然界,有些生物就是靠 “水上漂” 功夫立足的。
水黾(讀音:mǐn)類昆蟲具有非凡的浮力,能在水面自由漂浮滑行。這是因為,其細長的腿部布滿了細小的剛毛,這些細小的剛毛吸附着無數細小的氣泡,再加上水的表面張力,使得它有足夠的浮力,能輕易地漂浮在水面。
■ 靜止在水面上的水黾
根據這一特點,仿生學家給微小的機器人加上多條細長的“腿”,并在上面覆蓋一層特氟龍(疏水物質),使其能夠利用表面張力漂浮在水面。
科學家們通過建模和計算分析,得出最佳的機器人腿長為5厘米,12條這樣的腿連接在重1克的機身上,能夠提供9.3克的有效載荷。
■ 水黾機器人
聽說過下圖這種生物嗎?它能以每秒1.5米的速度在水面上直立奔跑。
■ 雙冠蜥蜴在水面行走
這就是雙冠蜥。它的後腿生有很長的足趾,皮膚上的褶皺可以打開以增加表面積。在水面行走時,它的雙腿快速運動,用張開的足重重拍擊水面,隻要保持足夠高的頻率,産生的小氣囊便可以使其避免沉入水中。
得益于腿部結構特殊、移動速度足夠快,雙冠蜥才能夠短時間地在水面“漂起來”。人類要想像它一樣在水上“漂”起來,至少要跑出104公裡時速,這種神一樣的速度可能隻有小說裡的裘千仞才能達到。
■ 武僧表演水上漂功夫
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