這項研究的領(lǐng)導者，明尼蘇達大學化學工程與材料科學系助理教授程翔表示：“‘水滴石穿’這樣的俗語旨在告訴我們要持之以恒，即使不夠強大，只要堅持做一件事也會產(chǎn)生影響。但看到液滴這樣柔軟的物體撞向巖石這樣堅硬的物體時，我們不禁會想，‘液體的撞擊是否造成了任何破壞？’我們正是受這個問題啟發(fā)，開始了研究。”

人們早已開始研究液體滴落的影響。在過去，人們只能使用高速攝像機來研究液滴撞擊。而在這項研究中，作者使用了全新的高速壓力顯微技術(shù)，從而提供了更加定量的研究手段用于分析液體撞擊時的應(yīng)力與壓強情況。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，液滴施加的應(yīng)力會隨著液體向外擴散，而不是集中在液滴落下的中心。更驚人的是，液滴向外擴散的速度在短時間內(nèi)甚至超過了音速，這個過程也產(chǎn)生了穿過固體表面的沖擊波。因此，每一滴液滴就如同一枚小型炸彈，爆發(fā)式地釋放撞擊時的能量，由此產(chǎn)生的能量也使得固體表面逐漸被侵蝕。

這項研究的意義不僅在于理解液滴的力學性質(zhì)，還有助于設(shè)計更加耐侵蝕的表面材料。程翔教授團隊正計劃進一步延伸這項研究，用于揭示不同的材料如何改變液滴釋放的能量。

程翔教授說：“隨著時間推移，雨滴仍能通過撞擊導致?lián)p壞。我們下一步的研究是分析我們能否減小液滴的剪切應(yīng)力，從而最終設(shè)計出能減輕壓力的特殊表面。”

參考資料：

[1] Sun， TP。， álvarez-Novoa， F。， Andrade， K。 et al。 Stress distribution and Surface shock wave of drop impact。 Nat Commun 13， 1703 （2022）。 https：//doi.org/10.1038/s41467-022-29345-x

[2] New study solves mystery of how soft liquid droplets erode hard surfaces。 Retrieved Mar 31st， 2022 from https：//www.eurekalert.org/news-releases/948238

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