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文/知识好奇怪

编辑/知识好奇怪

17世纪时，巴达维亚王国的鲁珀特王子创造了一种水滴状的玻璃，被命名为"鲁珀特之泪之泪"。这种玻璃非常硬，即使使用铁锤猛击也不会碎裂，但只需轻轻捏住玻璃的尾部，它就会迅速破裂。因此，鲁珀特之泪的奇特性质也引发了后世的模仿制作。尽管人们不了解其科学原理然而，通过使用相同的制作方法，制造出来的鲁珀特之泪同样具有坚不可摧的特性。

好奇的科学家决定测试鲁珀特之泪与子弹的硬度。他们用手枪射击没有绑在绳子上的鲁珀特之泪，并用高速摄像机记录了整个过程。结果令人震惊，尽管子弹能轻易射穿大树，但面对鲁珀特之泪却无法造成任何损伤。

这种神奇玻璃的秘密让科学家花费了整整400年的时间进行研究。在这段时间里，他们努力解开鲁珀特之泪的结构和特性之谜。虽然这项研究仍在进行中，但科学家们相信，通过深入研究鲁珀特之泪，他们将能够揭示这种特殊玻璃的科学原理，从而开发出更强大和耐用的材料。

1994年，美国普渡大学和英国剑桥大学的科学家通过高速摄影技术成功研究了鲁珀特之泪的破碎过程，揭开了其坚不可摧的谜团——原来，鲁珀特之泪的制作过程包括高温加热玻璃使其融化，然后让玻璃自由坠入冰水中。所以这种玻璃的独特性质，源于制作过程中形成的压应力。

当玻璃进入冰水中时，外层迅速凝固，而内部仍保持高温的熔融状态。随着内层玻璃的缓慢凝固，热胀冷缩效应导致内层的收缩向外层施加拉力，形成了压应力。而外层已经凝固的玻璃也对内层施加拉力，形成微妙的平衡状态。也是这种平衡状态，使鲁珀特之泪具有非凡的硬度。

破碎鲁珀特之泪需要破坏外层的压应力，这个力量相当于大气压的7000倍，相当于7吨的力量作用在指甲盖大小的面积上。与此相比，子弹的力量微不足道。鲁珀特之泪的尾部非常细长且面积极小，一个小小的力量就足以破坏尾部的平衡。因此，轻轻捏住鲁珀特之泪的尾部就足以使其瞬间破碎。

起初，鲁珀特之泪最初只是宫廷的一件玩物，但科学家们发现了它的实际价值。通过高温加热和极速冷却处理，普通玻璃也可以像鲁珀特之泪一样变得坚硬。这个原理被应用在钢化玻璃的制造中，例如在公交车和高层建筑中使用的钢化玻璃。

钢化玻璃由于其强大的硬度而不容易碎裂。即使在受到巨大力量的冲击下，它会迅速碎裂成小颗粒，而不会像普通玻璃那样形成锋利的碎片，从而减少伤害风险。然而，钢化玻璃的脆弱之处在于其四个角，和鲁珀特之泪有异曲同工之妙。在紧急情况下，如果需要打破钢化玻璃，应该使用安全锤砸击四个角，因为那里相当于鲁珀特之泪的边缘部分，容易破碎。

然而，钢化玻璃还存在一个致命的弱点，即可能发生自爆。这是因为在制造钢化玻璃的过程中，可能存在厚度不均或含有硫化镍等杂质，这些杂质不稳定，容易膨胀，破坏玻璃内部的应力平衡。因此，钢化玻璃存在大约千分之三左右的自爆率。

为了减少自爆带来的影响，一些制造商会将两层钢化玻璃使用PVB胶粘在一起，或者将多层钢化玻璃用强力胶粘合在一起，以制造更强度的防弹玻璃。这些技术的应用增加了玻璃的抗冲击能力和安全性。

总之，鲁珀特之泪的研究揭示了制造坚硬玻璃的原理，并为钢化玻璃的制造提供了启示。钢化玻璃的应用在建筑和交通领域起到了重要作用，但同时也需要注意其脆弱性和自爆的潜在风险。通过进一步的技术改进和质量控制，可以提高钢化玻璃的可靠性和安全性，为人们提供更可靠的保护和安全环境。