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泳鏡防霧有哪些好方法?

 pgl147258 2016-04-14

霧氣遮擋視線的原因是一堆小水滴造成了光的散射,而水蒸氣遇冷凝結(jié)是沒(méi)辦法阻止的,所以我們能做的就是怎么讓水霧不會(huì)遮擋視線。如果水不再形成小滴而是一個(gè)均勻的水膜,就不會(huì)阻擋視線了。
繼續(xù)寫
如何讓水滴不再相互分離呢?

我們首先要知道液體具有表面張力。表面張力,是液體表層分子受力均衡而產(chǎn)生的沿表面的張力。在水內(nèi)部的一個(gè)水分子受到周圍水分子的作用力的合力為0,但在表面的一個(gè)水分子卻不如此。因上層空間氣相分子對(duì)它的吸引力小于內(nèi)部液相分子對(duì)它的吸引力,所以該分子所受合力不等于零,合力方向垂直指向液體內(nèi)部,導(dǎo)致液體表面具有自動(dòng)縮小的趨勢(shì)而形成小液滴。表面張力(surface tension,surface通常指與氣體或真空的界面,其他情況用interface)與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)液體界面另一側(cè)的物質(zhì)對(duì)水分子的作用更強(qiáng)時(shí),水分子就會(huì)傾向于攤開(kāi)一些,形成略扁的水滴。當(dāng)表面張力足夠小時(shí),接觸角甚至可以無(wú)限接近于零,這種情況被稱做超親水。

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從上面的分析我們可以看出,水滴在界面的形態(tài)取決于水的表面張力和水分子與界面間的吸引力。我們可以通過(guò)兩個(gè)方式來(lái)改造它,第一種是降低水的表面張力,第二種是增加界面對(duì)水分子的親和力。永久性的防霧顯然要采用第二種方式,否則水被沖走后下次還會(huì)結(jié)霧額。而各種防霧劑主要是改變水的表面張力,使水分子間的作用力減弱而攤開(kāi)在表面上形成一個(gè)均勻的液膜。

上圖就是不同親水性處理表面的對(duì)比

看起來(lái)上面說(shuō)的和生活還有點(diǎn)遠(yuǎn),繼續(xù)解釋。
為什么有的分子可以改變水的表面張力呢? 我們上面說(shuō)了表面張力是表面上的水分子受到周圍水滴的吸引力而引起的,如果我們打亂了表面這層分子和周圍其他水分子的關(guān)系,表面張力就會(huì)發(fā)生改變,而這種性質(zhì)被稱作表面活性,能夠強(qiáng)烈改變表面張力的分子就被稱為表面活性劑。這類分子的形狀通常有一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的疏水尾巴和一個(gè)親水的頭部,最常見(jiàn)的是脂肪酸鹽,也就是皂類。
當(dāng)這些分子分散在水中時(shí),因?yàn)樗肿硬幌矚g它們的長(zhǎng)尾巴,所以它們就會(huì)被排擠到同樣不被水分子喜歡的氣液界面上。正常情況下,水面的水分子會(huì)互相牽扯而產(chǎn)生表面張力,但是現(xiàn)在來(lái)了很多討嫌的家伙,水分子間的聯(lián)系一下子就變?nèi)趿?。缺少這個(gè)張力的維持,液滴就會(huì)更容易在外力的作用下改變形態(tài)。如果泳鏡一側(cè)和水分子的作用力還可以,水滴就會(huì)沿著這一側(cè)表面爬開(kāi),形成一個(gè)均勻透明的液膜。當(dāng)然,如果泳鏡表面經(jīng)過(guò)特殊處理,和水分子作用力已經(jīng)足夠強(qiáng),霧滴也可以被直接拉開(kāi)成液膜。
一句話總結(jié),起霧是[水-空氣界面]與[水-泳鏡界面]兩方制衡的結(jié)果,我們可以通過(guò)改變其中的任一項(xiàng)來(lái)達(dá)到防霧的效果。

唾液當(dāng)中含有粘蛋白(粘蛋白含有糖基和蛋白肽鏈兩個(gè)部分,既有疏水結(jié)構(gòu)也有親水結(jié)構(gòu)),可以有效地降低表面張力。比如我們眼睛角膜的表面本來(lái)也是疏水的,正因?yàn)闇I液含有充分的粘蛋白我們才能清晰地看到東西。


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