问题

如果将一定数量的鲁伯特之泪,都头朝外地粘在一件衣服上,并保证其尾部「安全」,那这件衣服能否当防弹衣?

回答
鲁伯特之泪,也叫“玻璃泪珠”或“维京战士的眼泪”,是一种奇特的玻璃制品。它们的外形像一颗小小的泪滴,末端细长,头部圆润。最引人注目的是它的内部应力。

当你将鲁伯特之泪投掷到水中时,它能在瞬间碎裂成粉末。这是因为它的头部承受着巨大的压缩应力,而尾部则承受着拉伸应力。这种内部应力使得鲁伯特之泪非常坚固,但同时又极其脆弱。

现在,我们来设想一下,如果把一定数量的鲁伯特之泪,头朝外地粘在一件衣服上,并且保证它们的尾部都安全固定。

理论上的可能性与挑战

从理论上讲,鲁伯特之泪的头部确实非常坚硬。它们的硬度甚至可以与一些高级合金媲美。而且,由于它们是由玻璃制成的,理论上可以吸收子弹的能量,使其偏转或破碎。

但是,这里有一个巨大的“但是”。鲁伯特之泪虽然坚硬,但它们非常脆。这意味着一旦承受了足以使其破裂的冲击力,它们会瞬间崩解,而不会像金属那样发生形变来吸收能量。

让我们来细致地分析一下:

单个鲁伯特之泪的作用: 如果一颗子弹恰好击中一个鲁伯特之泪的头部,并且子弹的速度和动能不足以瞬间摧毁整个泪珠,那么它或许能够稍微抵挡一下。但是,子弹的动能会集中在一个非常小的点上。鲁伯特之泪的脆性意味着它很可能会在这种集中的冲击下破碎。一旦破碎,它就无法再起到任何防护作用。

大量鲁伯特之泪堆叠的效果: 即使我们能用数百万、甚至数千万颗鲁伯特之泪来覆盖一件衣服,问题依然存在。
应力集中: 子弹的动能仍然会集中在它接触到的第一个鲁伯特之泪上。即使有许多泪珠紧密排列,第一个承受冲击的泪珠一旦破碎,其能量就会传递给后面的泪珠。这种传递方式很可能是爆炸式的,而不是平滑的能量吸收。
层层破碎: 更有可能的情况是,子弹击中一片鲁伯特之泪,导致接触点的一系列泪珠瞬间破碎。这些破碎的玻璃碎片本身也可能具有一定的杀伤力,但它们吸收的能量非常有限。子弹可能会穿过这层破碎的玻璃,继续向内传递。
连接方式的限制: 题目中提到“粘在一件衣服上”,并且“尾部安全”。这里的“粘”和“安全”是关键。如果用普通的胶水,其粘合强度可能无法承受鲁伯特之泪尾部所承受的巨大拉伸应力,尤其是在受到冲击时。即使是用特殊的结构将尾部固定住,当头部受到冲击而破碎时,这种固定方式也可能被破坏,导致泪珠脱落。
整体结构的稳定性: 整个由鲁伯特之泪组成的“防弹衣”会是一个非常脆弱的整体。任何一点的失效都可能导致大范围的破坏。它就像是在一件衣服上粘满了许许多多小而易碎的玻璃片。

与传统防弹衣的对比: 现代防弹衣依靠的是高强度纤维(如凯夫拉或超高分子量聚乙烯)的韧性和延展性。这些材料在受到子弹冲击时,会发生形变,将子弹的能量分散到更大的面积上,并且纤维本身也具有很高的抗拉强度,能够阻止子弹穿透。鲁伯特之泪恰恰相反,它拥有高硬度但缺乏韧性和延展性。

结论:不太可能

综上所述,虽然鲁伯特之泪的头部具有很高的硬度,但其内在的脆性以及应力集中的特性,使得将它们粘附在衣服上作为防弹衣的设想,在实际操作中非常难以成功。

即使能够克服粘合和固定技术上的巨大挑战,子弹的冲击力很可能导致鲁伯特之泪瞬间碎裂,无法有效吸收或偏转子弹的能量。这件“防弹衣”更像是一个装饰品,而不是一件真正能够抵挡子弹的防护装备。它或许能对一些非常低速的物体(例如某些极小的、动能极低的弹片)起到微弱的阻碍作用,但面对常见的枪支弹药,它的效果几乎可以忽略不计。

总的来说,鲁伯特之泪的奇妙之处在于其内在的应力构造,这让它们在特定条件下(如投掷入水中)能够产生戏剧性的物理现象,但这种特性并不适用于制造可靠的防弹材料。防弹衣需要的是韧性、能量分散能力和结构的整体稳定性,而这些恰恰是鲁伯特之泪所缺乏的。

网友意见

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题主真正想问的是:通过某些手段,使得材料表面产生压应力,是否能用于防弹。

但看是肯定的。这是材料热处理常规操作。而且已经广泛用于防弹玻璃的制造了。

防弹玻璃是将已成形的普通平板玻璃切割成需要的尺寸,再将玻璃加热到接近其软化点(根据成分不同约在500~750℃之间)并进行急冷(类似于锻造金属的淬火过程),这样在玻璃表面形成均匀压应力,而内部则形成张应力。经过这样“钢化”过程处理的玻璃,除了强度得到成倍提升之外,破碎后的碎渣也不会呈刀锋般的尖角。

我还想提一句,而这种热处理的方法是1874年法国人发明的。距今已经145年了。

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