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云无心

 
 
 

日志

 
 

界面上的世界之一----前言:为什么关心界面?  

2007-08-28 20:16:00|  分类: 案头之山水 |  标签: |举报 |字号 订阅

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(题注:我在想,最近没有什么好话题可写,是不是写点正经的科普?科普大概是很难写的一类文章,先写一两篇试试。)

 

多数人都吹过肥皂泡,五彩斑斓的泡泡如何产生?每个人都会洗衣服,洗衣粉如何去掉污渍?大家都吃过蛋糕,蛋糕的蓬松又从何而来?还有,冰块化成了水放回冰箱会重新冻成冰,为什么冰激凌化了再放回冰箱却无法恢复当初的质感?

这一切都会归结到同一原因:界面。

不能互相融合的物质放在一起会形成界面,比如说水和油,或者空气和水。无论怎么搅和,水和油之间都会有一个界面,而无法象酒精和水那样浑然一体。空气在水里只能形成气泡,永远也无法象氨气那样被水吸收。空气和水之间,也形成一个界面,在界面科学里通常特别称为“表面”。

当这样的界面存在时,界面上的物质就处在一种和它们的同胞不同的环境,也就有了不同的需求和行为。在一杯水里,水和空气的界面只是杯子的横截面,总共只有可以忽略的一小撮水分子处在界面上,它们再折腾也搞不出什么事来。如果这一杯水(假设二百克)被分散成直径一微米大小的水滴,那么总面积就是一千二百平方米(这有多大,想想普通人家的房子一百平方米也不算小了),就会有大量的水分子处在界面上。所谓三人成虎,这么多水分子处在相同的境地,发出同样的呼声,即使不能天翻地覆,至少也危害安定团结。

当组成物质的颗粒小到纳米尺度时,就会产生许多新的特性,这就是纳米技术。当不相容的物质之间存在大量界面时,就会产生“界面现象”。自觉不自觉地,我们每一天都在接触着各种界面现象。可以说,在物质的界面上,存在着一个不同世界。这个界面上的世界,其实也很丰富多彩。

提一个问题导致这个系列的下一篇:在失重的情况下(比如说太空里),将一杯水慢慢倒在没有风的空气中,这一杯水将如何存在?

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