无需动力的“幽灵”小船

2014-03-03 16:31:25吕之品
大科技·百科新说 2014年2期

吕之品

“小船儿轻轻,飘荡在水中……”,多么富有诗意的画面。但要是一艘小船儿缓缓向你驶来,上面不仅没一个人影,甚至没有浆和任何动力,那恐怕你要以为是见鬼了。原谅你的大惊小怪,这是人们刚发明的一种无需动力的小船模型。不过目前这种船很小,只有2厘米长,而且只适合在平静的水面上行驶。

它自动行驶的奥秘在于:水的表面张力为它提供了前进动力。

当一个物体漂浮在静止的水面上,一般来说,它与水接触的四壁都要受到水的表面张力的作用。但因为这些作用力彼此抵消,所以物体在水面保持静止不动。要想从表面张力中获得向前推进的动力,就必须设法打破这种力的平衡。

为了做到这一点,研究人员在船的一头装了一个包着绝缘有机层的电极,然后外面再涂上一种叫“特氟隆”的有机涂料;在船的另一头也涂上特氟隆(特氟隆是一种不沾水的有机高分子材料,现在多用于生产不粘锅),不过没装电极。此外,船上有一个小小的纽扣电池和开关,但这个电池并不是直接提供动力的,听完下面的介绍你就明白了。

当开关断开时,因为特氟隆不沾水,小船首尾与水接触的地方稍稍凹陷下去,水的表面张力对它是倾斜着往上抬的,不过因为这个力在船首是斜向右,在船尾是斜向左的,水平方向的力刚好抵消,所以小船静止不动。

当开关合上时,船尾的电极带上了电荷,带静电的电极对水有吸附作用,所以船尾的特氟隆也变得亲水了。

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