无需动力的“幽灵”小船

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。这时船尾与水的交接处，水面沿着壁沿微有上升，船尾所受水的表面张力是斜向下的，船首的不变；而且船首往前拉的力要大于船尾往后拖的力，于是小船在这一合力的牵引下，就可以自己往前行驶了。

纽扣电池的作用仅仅在于为电极提供电荷，不是提供动力，所以几乎不消耗电能。

在公开展示的“试航”中，这艘小船每秒能行驶4毫米；研究人员说，如果改进船体的形状和电极的材料，未来还可以达到每秒行驶10厘米。

据说，发明者的这一灵感来自一种昆虫幼虫在水面的滑行动作，这种幼虫在水面把身体弯成一个下凹的拱形，利用头尾部水的表面张力差，就可以自动在水面滑动。