玻璃在水中，就可以随意裁剪
神奇的科学现象：把玻璃放在水中，就可以用剪刀随意的裁剪 梦幻汽 車 2021-04-20 08:16
其实，这种现象很早以前就被人们发现了，它真的存在！我们甚至不需要什么高大上仪器的帮助下，就能完成，你只要拥有这样东西就可以让神奇的一幕发生，它就是水。在水中，人们拿起剪刀，之后就能让玻璃像纸一样被裁剪，人们发现玻璃既没有崩坏掉，也没有稀碎的玻璃碴，它甚至还能剪出形状，这是为何？
其实这其中的原理还真有点复杂。首先我们要知道，玻璃的主要成分叫做二氧化硅，从化学键来看，硅和氧遇上后，它们会默契的形成一个四面体结构，大致可描述为是4个氧原子包围了1个硅原子，而存在于硅原子和氧原子之间的，它们就是让两者相互结合的共价键。不过，这个堪称顽固的四面体二氧化硅仍然存在一个弱点，那就是它很容易受到水中这种名为氢氧根的亲核攻击。在它的攻击下 ，硅原子十分容易被氢氧根拉拢，妥协后的硅原子，会因硅氧之间原本存在的共价键，很容易被氢氧根折断。这种过程被认为称为“玻璃的水解”。
简单来说，在氢氧根的打压下，导致玻璃分子原本稳固的结构崩塌了，硅原子和氧原子也因此断裂。这么看来，在水下人们在剪玻璃的时候，水会帮你将玻璃从内部弱化，从而使得我们在裁剪玻璃的时候格外轻松。你可以这么理解，将玻璃放在水下，这个时候玻璃表面能和水暗自结合，它们会因此不再孤单，它们的行为顺带缩小了水和内部玻璃结构的能量差。或者说，一片玻璃在没有丢入水里之前，它原来的分子十分和谐，它们手拉着手。当玻璃被放置在水里后，这一现象发生了改变，一旦水分子发现，之前手拉着手的它们有所懈怠，导致它们之间的关系不那么坚不可破的时候，水分子就去顺势而上，破坏玻璃内部存在细小裂纹的分子连接区域里，这会使得此时的玻璃很容易被裁剪。玻璃工人们在切割玻璃的时候，也总结出了这么一条经验，那就是他们会在切割刀划过的玻璃面上沾点水，之后人们想要折断它就会很轻松。这一点就利用到了水能够降低人们裁剪玻璃时所需的外力，并且也很容易让它已经出现的裂口更容易控制。去过眼镜店配眼镜的朋友可能会发现，在制作眼镜片的时候，工作人员会向镜片不停地喷水，之所以这么做就是为了让玻璃更听话，更易被打磨。看到这，我想很多人会问：那为什么我们在洗杯子或是喝水的时候，那些玻璃不会破碎呢？这是因为你手中的那个玻璃器皿没有裂痕，它处于完好的状态，也就导致氢氧根找不到它能攻击的弱点。还有一个原因是在室温环境下，水里的氢氧根相对较少，这使得，该环境下，完好的玻璃被水解的速度变得异常缓慢，有一组数据指出，将二氧化硅玻璃丢在pH值为8以下的溶液里，一年下来，它只能水解10纳米左右。如果说这个玻璃容器上有细小的裂痕，或是说它经常被人们拿来盛放碱性高温液体的话，那么这个玻璃容器的水解速度就会有明显的改观。有些人在生活中可能会发现一些用久了玻璃杯，它们的表面看上去并不清透，似乎被一层白雾包裹，这层白雾怎么洗都洗不干净，这其实就是水解等腐蚀作用留下的印记。总的来说，我们可以将玻璃看作，它是由不少四面体为基本单位串连而成的一个巨大网状构造。这种网状构造能在外力的施压下被扯破，比方说水就能让这种网状构造的破裂程度开启快进模式，然后在此发生分解反应，从而加速这一裂纹的扩长路径。