你肯定注意到过，从卷筒上撕下胶带时，会发出一种独特的尖锐声。如今，科学家揭示了胶带发出这种标志性声音的原理，相关研究成果2月24日发表于《物理评论E》。
胶带从卷筒上撕下来时会发出刺耳的摩擦声。
图片来源：iStock
荷兰格罗宁根大学的材料科学家Anastasiia Krushynska表示，研究结果揭示了胶带发出声音的本质。胶带通常由一条薄薄的塑料带组成，一面涂有粘性胶层，然后卷成卷状。从卷筒上撕下胶带时，它通常会先轻松滑出一段距离，然后偶尔会卡住。此前，科学家们研究过这种断断续续的滑动和粘滞现象，发现即使胶带看起来展开得很顺畅，这种滑动和粘滞现象仍然在微观尺度上发生。
此外，在这些微小的拉扯过程中，胶带粘合层中会产生肉眼无法察觉的细小裂纹，这些裂纹垂直于胶带的拉扯方向。如今，研究人员已将这些裂纹的动态变化与胶带的摩擦声联系起来。
沙特阿卜杜拉国王科技大学的物理学家Sigurdur Thoroddsen及其同事推测，这种摩擦声源于快速移动的裂纹的尖端。为了验证这一假设，他们设计了一个实验，记录胶带剥离过程中粘性表面的裂纹以及周围空气中的冲击波。
他们用力拉扯固定在一块2厘米厚玻璃板上的透明胶带，玻璃板被牢牢固定。一台高速摄像机从玻璃板底部向上拍摄，记录了研究人员剥离胶带时粘合面上裂纹的形成过程。另一台超高速摄像机以惊人的每秒200万帧的速度进行拍摄，通过检测空气中的冲击波（这些冲击波会改变空气密度）如何弯曲来自两个凹面镜的原本平行的光束，来寻找空气中的冲击波。
裂纹从胶带的一端开始，沿着胶带的宽度方向扩展，通常许多裂纹会快速地沿同一方向连续扩展。研究人员在裂纹形成和扩展的过程中，并未在空气中观测到任何冲击波，这否定了他们最初的假设。然而，当裂纹到达另一端时，却释放出一连串尖锐的冲击波。“靠近裂纹末端的麦克风最先捕捉到了声波脉冲。”作者在研究中写道。
裂纹以超音速移动，这对于它们产生的尖锐声至关重要。当裂纹形成时，空气会涌入填补空隙。然而，作者写道：“裂纹移动速度太快，无法立即填满空隙。”因此，空隙中只有部分空气，气压较低。裂纹移动速度越快，它们留下的空隙就越大。“我们撕开胶带时听到的声音，是胶带裂纹延伸到边缘时，周围低压空隙坍塌到空气中的声音。”Krushynska说道。
更好地了解撕开胶带的力学原理和声学特性，有助于制造出更安静的胶带。虽然对大多数人来说，撕开胶带的声音只是有点烦人，但对于运输和包装行业的工人来说，这却是一个持续不断的困扰。
相关论文信息：https://doi.org/10.1103/p19h-9ys
上海生物医药产业怎么做到产学研合力？12月14日，澎湃新闻记者从上海张江一场共话人才未来产学研合作的闭门会议获悉，前 临近年末，开源领域“火力全开”：华为以超过120个上游软件和多个主流开源项目的贡献值，在多个主流开源项目中排名第一；上 12月18日23时59分，甘肃省临夏回族自治州积石山保安族东乡族撒拉族自治县发生6.2级地震，震源深度10公里。截至19日16时50分 编者按 世界在变，变化中不断积蓄着突破的力量。局势纵横看似山重水复，历史规律昭示未来终将柳暗花明。2023年与我们挥 科技日报讯 （记者张梦然）日本大阪都立大学科学家设计了一种高效、无创、无痛的方法，从尿液样本中重新编程犬类干细胞，使 据“浙江大学”微信公众号1月2日消息，加利福尼亚大学伯克利分校数学系正教授孙崧日前加盟浙江大学数学高等 。本文链接：胶带的“嚎叫”http://www.sushuapos.com/show-11-31955-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 耗资1亿美元的“北冰洋2050”项目启动
下一篇： 干细胞为衰弱症提供有效疗法