把水宝宝扔到热锅里你会听到它的尖叫

­　　在足够热的热锅上滴上几滴水，你会看到它们被烫得四处跑（误）：

­　　这个就是莱顿弗罗斯特效应了，界面上快速形成的蒸汽层托起了小水滴。今天就不再细说了，复习可以看这里→视频欣赏：小水滴走迷宫

­　　这个简单有趣的实验很受欢迎，有很多网络视频都是关于它的。不过，视频博主们也不满足于在热锅上滴水，他们还会在锅里扔进另外一种东西，就是下面这个 ↓

­　　眼熟吗？你可以叫它水宝宝，或者水晶花泥，总之就是那种能吸水膨胀很多倍的凝胶小球了。

­　　如果把这些吸满水的凝胶小球扔进灼热的锅子，那现象就更热闹了：它们不仅会被烫得跳起来，还会烫得吱吱叫！（听起来太惨了喂 ……）

­　　点开视频听一下吧：

­　　莱顿大学的研究者 Scott Waitukaitis 在网上看到了水宝宝被热锅处刑的视频，他对此也很感兴趣：这过程到底是怎么发生的？水滴在热锅上很安静，那小球为什么会吱吱叫呢？

­　　为了搞清这个问题，他和同事们决定亲自搞个研究。他们架起 215 ℃的热锅和高速摄影机，详细记录了这种现象的全过程。上面的视频就是他们拍摄的。不仅拍了视频，他们还为热锅上的水宝宝发了一篇论文！就发表在最近的《自然 · 物理》上 ……

­　　那么这中间到底发生了什么？凝胶球弹跳的动力其实与水滴很类似：遇到灼热表面之后，水迅速气化，提供了向上托的动力。毕竟这种超能吸水的凝胶球中，有 99% 以上都是水。研究者们也将这种现象称为"弹性莱顿弗罗斯特效应"。不过，凝胶球毕竟不是液体，而是表现为有弹性的固体，因此它们和水滴的运动效果相当不同。

­　　通过高速摄影，研究者发现：当凝胶球与热锅接触之后，在水蒸气的推动下，界面上会首先出现一条很窄的缝隙。和水滴的情况不同，凝胶球和热锅之间的缝隙会十分快速地反复开闭，频率达到每秒 2000~3000 次。而这个快速的振动，也是我们所听到的声音的来源。

­　　凝胶球和热锅接触面上的快速振动，5000 帧每秒的高速摄影：

­　　与 25 ℃常温的情况对比一下：

­　　在常温的锅里就只是很普通地弹起来，而且这种弹跳很快就无法持续了。

­　　在这个过程中，弹性能量也会在凝胶球中积累，最终推动它弹跳起来。这种弹跳大体会稳定在 4 厘米左右的高度，振动和弹跳的过程通常可以持续 2~3 分钟。在那之后，凝胶小球不再能维持弹跳，因为它们往往会开裂坏掉：

­　　（两个被玩坏的凝胶球 ……）

­　　到这里，科学家们的好奇心得到了满足，而他们也设想起了这东西的应用：现在时兴柔性机器人，很多柔软的部件都是用水凝胶材料做的，那我们能不能也用类似的方法来驱动它们？

­　　所以将来，或许人们还会听到柔性机器人在热锅上的悲鸣吧 ……= =

­　　PS：本实验完全可以在家尝试，只要避免烫伤就好，尽情欣赏小球的哀嚎吧 ……

­　　另外注意不要让很小的孩子接触到水宝宝，尤其是没有泡发的那种，误吸可能会堵住气管。

­　　信源：http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys4194.html

­　　（水宝宝表示心很累，想静一静 ……）

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