​什么是鲁伯特之泪？子弹都打不破，为什么用手一捏就碎了？

什么是鲁伯特之泪？子弹都打不破，为什么用手一捏就碎了？

什么是鲁伯特之泪？子弹都打不破，为什么用手一捏就碎了？

在我们日常生活中，有这样一种玻璃，它的头部坚硬无比，无论是用挤压机挤压，还是用铁锤大力锤击，它都能“毫发无损”，但当你稍加用力挤压它纤细的尾部，它就会瞬间爆裂，变得支离破碎，这就是鲁伯特之泪。那么，问题来了，这么坚硬的玻璃，究竟是怎么做成的呢？

相传在17世纪时，一位名叫“鲁伯特”的王子发明出此物并将其作为贵重的礼物赠予国王，由于它的形状像一滴被拉长了的眼泪，因而得名“鲁伯特之泪”。大家一定会觉得，这么神奇的玻璃，在那个生产设备落后的年代制作起来一定很困难吧？其实，鲁伯特之泪的制作方法并不难，将通过高温加热而熔化的普通玻璃靠重力自然滴到冷水中，这滴玻璃滴会迅速冷却凝固，形成一个头部偏大、尾巴纤细，形似蝌蚪状的玻璃泪滴。通过这样的方法，就可以得到一颗头部能在八吨压力下不碎，硬度比金刚石还大的“鲁伯特之泪”了。是不是只有玻璃能形成鲁伯特之泪？

当然不是，除了玻璃，在家里我们还可以尝试用浓度大于95%的高浓度糖浆来制作鲁伯特之泪，这是因为如此高浓度的的糖浆里的糖分子几乎不能流动，也就形成了与材料学意义的玻璃类似的“糖玻璃”，所以也可以形成鲁伯特之泪。鲁伯特之泪的形成其实依赖于非晶体玻璃内部流动性较低的特性，而像铁水这样分子流动性好的物质很难达到与其一样的性质。之所以鲁伯特之泪的头部如此坚硬，是因为当熔化的玻璃滴落到水里时，它的外表面会迅速地从液态凝固为固态，并形成了一个外壳，这时，它的内部还是液体，当内部发生冷却时，它变为固体的速度就会相对变慢，时间延长。

这个时候，已经形成的外壳会在一定程度上限制内部体积的冷缩，就此产生了内外表面之间的拉力，这种拉力会在一定程度上使得外表面的分子排列更加紧凑，因此玻璃的外表面会变得更加硬，这无形中就给整个玻璃的表面施加了强大的压应力，同时，内部也会对应地产生拉应力，所以它始终处于一种高张力状态，因此玻璃结构也极为稳定。值得一提的是，科学家研究后发现，鲁伯特之泪的表面应压力最高可以达到大气压的近7000倍，也就是700兆帕。这是什么概念呢？

要知道，即使是地球最深处马里亚纳海沟的水压力，也只是大气压的1/7而已。不足之处就是它的尾部分子数少，分子之间的作用力较小，只要受到一定的压力，它的平衡状态就会破坏，而由于鲁伯特之泪内外分子之间的相互作用，使得它成为一个有机的整体，裂纹会从尾部延伸至全体，变得支离破碎，这一现象就是“裂纹扩展”。当我们用子弹近距离射击它时，子弹会碎裂，但由此产生的振动会被传到最脆弱的尾部，从尾部开始碎裂，直到头部。鲁伯特之泪的特性是不是唯一的呢？当然不是，其实所有钢化玻璃都有一样的特性。由于裂纹的传递速度高达1.9公里每秒，相当于音速的五倍，必须借用高速相机才能观察得到。需要补充的是，越是尾部弯曲程度大的鲁伯特之泪，它的内部分子之间的相互作用力就越不均衡，因此也就越容易破碎。

看似神奇的东西，其实就应用于我们的日常生活中。科学家把鲁伯特之泪的特性应用在钢化玻璃的制造生产中，在军事、建筑、社会生活等方面贡献颇大。而由于其瑰丽的外形，一些国外的艺术家，用鲁伯特之泪来做装置艺术，利用光与影展示他们所看到的不一样的世界。这便是所谓的，当艺术与科学在山脚下分手，他们会在山顶上会合。鲁伯特之泪的神奇现象，也被应用到了许多文学作品中，人们常常用它来比喻看似彼此忠贞不移，其实关系岌岌可危的爱情。但我们换个角度想想，鲁伯特之泪也可以表示爱情中彼此牵挂的关系。正如小说《飞鸥不下》那段表白说：“我喜欢你，就像群星围绕着月亮，就像向日葵仰望着太阳，就像沙漠渴求着雨露。我在人前无坚不摧，唯独在你面前脆弱卑微。就像鲁伯特之泪的两端，你是那条可以叫我粉身碎骨的...小尾巴。”希望我们每个人的爱情都可以像鲁伯特之泪的头部一样，坚不可摧，也希望我们每个人都可以找到那个可以让我们为之担心、随之喜悦的小尾巴。