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不浸润现象:雨衣上的学问

标签:女网问答 | 来源:新华网 | 作者:孟港

下雨天,外出的人们不是打伞就是穿雨衣。可是你有没有想过,用布做成的伞和雨衣为什么能防雨而不透水呢?雨衣的材质和款式越来越多,但无论怎么改,雨衣的一个性质是从未变化的,那就是雨水滴在上面很快会聚成一个小水珠后流走。而雨伞防水的奥秘就在其制作材料上。雨衣是用防雨布制成的,防雨布就是经过防水剂处理的普通棉布。而防水剂是一种含有铝盐成分的石蜡乳化浆。石蜡乳化以后,变成细小的粒子,均匀地分布在棉布的纤维上。石蜡和水是合不来的,水一旦遇见石蜡,会形成椭圆形的水珠,然后在石蜡上面滚来滚去,因此,石蜡起到了防水的作用。

在物理学上,把这种不透水的现象称为“不浸润现象”。而一旦水遇到普通棉布,就会迅速通过纤维之间的毛细管渗透进去的情况,就叫做“浸润现象”,它们二者是相对的。

那么,从物理学的角度解释,什么情况下会出现“浸润现象”,什么情况下又会出现“不浸润现象呢”?浸润和不浸润现象,是分子力作用的表现。当液体与固体接触时,在接触处形成一个液体薄层,叫做附着层。附着层里的分子受到固体分子的吸引,如果吸引比较弱,附着层里的分子就比液体内部稀疏。在附着层里就会出现跟表面张力相似的收缩力,跟固体接触的液体表面有缩小的趋势,形成“不浸润现象”。相反,如果液体分子受到固体分子之间的吸引相当强,附着层里的分子就比液体内部更密,分子间距减小。在附着层里就出现液体分子相互推斥的力,这时跟固体接触的液体表面有扩展的趋势,形成“浸润现象”。

浸润现象在人们日常生活中很常见。随着移动互联网时代的来临,扫二维码已成为人们经常做的一件事情。工艺分析显示,制作二维码时湿润的油墨与印刷介质接触的瞬间,墨迹必然向外扩散、无法避免。这就是一种“浸润现象”。另外,医院里使用的脱脂纱布和棉花球,水也很容易浸润它们。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创

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  • 编辑:李萌     2021-11-24

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