pg电子官方蜘蛛侠的蛛丝能粘住不粘锅吗?
。作为生活常识,我们当然知道这个吸引力不可能是万有引力。这是因为万有引力太弱了。
为了直观说明这一点,我们可以比较一下一对正负离子之间的库仑吸引力(电磁相互作用)和它们之间万有引力的大小。
而离子一般所带的电荷量为数个元电荷,离子的质量一般为数个到数十个质子的质量。所以通过计算可以知道,离子间的库仑力的大小约为万有引力大小的1036倍。
除了万有引力的电磁相互作用力以外,自然界中还存在两种基本相互作用力,即弱相互作用力和强相互作用力,但是这两种里只存在于原子核内部。
所以我们可以知道,宏观物体之间贴贴的吸引力的本质是物体内部原子之间的电磁吸引力。
虽然原子之间相互作用力的本质是一样的,都是库仑力,但是我们依然可以对不同的相互作用形式对其进行分类。
首先正负离子之间可以通过直接的库仑吸引力形成离子性结合(也就是形成离子化学键),以此形成的晶体被称为离子晶体。
我们可以想象这样的场景:两个离子初始处在相隔无穷远处的地方,此时两个离子所具有的总能量为E1。二者之间的吸引力也因为相聚无穷远而为0。
这时将其中一个离子从无穷远处缓慢地移动到另一个原子附近。在移动过程中,二者之间就存在吸引力。,为了保证“缓慢”的过程,就意味着在移动离子的过程中要保证离子时时刻刻处于静止状态,所以它不会被加速,也就是受到的合力为零。
由于E1+W=E2,所以末态体系的能量E21,由于体系的能量变小了,所以更加稳定了。所以凡是通过吸引力结合在一起的体系,比不结合之前的能量总是要更小的,也更稳定。
除了离子结合之外,有些原子不会形成离子。这时它们就会通过共价结合的方式相互吸引。共价结合就是两个原子共享对方的电子,形成共价键。
比如两个氢原子各贡献一个电子,结合成氢分子。在两个原子相互靠近的过程中,轨道波函数发生交叠,使得总的轨道能量降低,从而可以形成更稳定的结构。
对于金属来说,其内部的电子可以在整个晶体内作公有化运动,形成弥漫整个晶体的电子云。所以相互作用情况为带负电的电子云与带正电的离子实的相互作用,这就是金属性结合。
所以体积越小整个体系的库仑能就越低。表现出把所有原子聚集在一起的效果,这就意味着对原子的排列没有特别的要求,只对体积有要求,所以金属一般就很容易进行延展。
当然金属的体积也不可能无限地小下去,这是因为体积更小导致离子实之间排斥力增大时就会无法再进行压缩。
除了原子之外,物体间的分子会通过范德瓦尔斯吸引力结合(或称范德华力)。对于分子来说,若其正负电荷中心不重合,则是极性分子。正负电荷中心重合的就是无极性分子。
所以有极性的分子之间会因为极性的存在产生吸引相互作用。而无极性的分子在靠近极性分子或者互相靠近时,则由于原子之间的吸引力促使正负电荷中心发生偏移而感应出极性,从而产生分子间的吸引力。
从上面的讨论我们可以知道,物体粘贴在一起可以通过表面原子或分子间的吸引力形成粘附力。也就是可以通过化学键、范德华力、静电吸引、扩散等方式粘贴在一起。
在日常生活中我们都知道,实现物体的粘贴也不是那么直接的。需要使用一些工具比如胶带、胶水,甚至口水也可以促进粘贴。这其实就是用到了所谓的胶黏剂的辅助(或者称粘合剂)。
它工作的基本机理是,渗透到材料表面的空隙中,这个过程也会排除掉界面上吸附的空气。胶黏剂与固体表面通过化学键和范德华力作用产生粘接力,从而产生粘接效果。
首先是聚合物粘合剂,它包括聚氨酯、环氧、丙烯酸和聚氯乙烯等材料,当它被涂到物体表面时,由于表面张力的存在,聚合物粘合剂就会“浸润”在物体表面。
随后通过化学反应实现固化,在物体表面形成坚硬的聚合物,从而将两个表面牢固地粘在一起。
例如,环氧树脂粘合剂使用环氧基团(有两个相邻的氧原子)和胺基团(有一个或多个氨基原子)之间的反应来固化[3]。
聚合物粘合剂可以应用于汽车制造、航空航天和建筑等领域。相比于传统的机械连接,聚合物粘合剂可以更均匀地分布载荷,并提供更好的抗腐蚀性和密封性。
也可以将聚合物制成溶液粘合剂,比如胶水。使用溶液粘合剂时要将其涂敷在要粘合的表面上,通过干燥过程,水分会挥发,聚合物分子会彼此结合形成交错的网状结构,这种结构会在材料表面形成牢固的结合。
除此之外,对于比如丙烯酸粘合剂,其中的单体分子会在加热或紫外线照射的条件下形成高分子聚合物。这种聚合物具有更强的结合。