900米/秒！超兩倍音速，快過戰鬥機，撕透明膠撕出音爆來了？

回想一下你用透明膠，或者說包裝帶打包的時候，印象最深刻的是什麼？沒錯，聲音，膠帶從卷帶上剝離時那刺耳尖銳的聲音。如果你每天都在那種場合里工作，不停地撕膠帶打包，有時候可能就會杯子這種聲音弄得很煩躁。不過你肯定沒有想過，就撕個膠帶而已，怎麼會發出那麼大的聲音呢？

法國里昂高等師範學院（Ecole Normale Superieure）的斯特凡·桑圖奇注意到了這個所有人都熟視無睹的現象，和同事一起進行了研究，結果發現，膠帶撕裂前沿側向傳播的快波，其速度竟然可達到650到900米/秒，可以超過音速兩倍多，比很多戰鬥機的速度還快！

在理論模型中，有一種所謂的粘滑現象（ stick-slip phenomenon），當兩個物體相互滑動時，可能發生一種自發的抖動。恆定牽引力作用下的滑動一般保持恆定或近似恆定的速度，但在某些情況下，滑動速度也會有很大的波動。

此前的研究表明，存儲在待剝離膠帶中的彈性彎曲能量會被轉化成動能，可以在實驗中定量描述。膠帶剝離時，通常會幾毫米幾毫米地分開和停止，研究人員稱之為宏觀粘滑；但後來使用高速攝像機的觀察發現，在毫米尺度的粘滑中，還有很多微滑移事件，通常只有幾百微米或更小，更關鍵的是，這種微滑移過程中，已剝離膠帶和沒有剝離膠帶的分界面並不是一條直線，而是像波浪一樣在膠帶的寬度上快速移動。

在最新的研究中，研究人員使用了超高速攝像機，每秒可記錄30萬幀圖像，對粘滑現象進行了觀察。通過使用不同重量、厚度和長度的膠帶，以及改變剝離角度、速度等參數，研究人員發現，在滑移的時刻，膠帶被抑制的彈性勢能轉化成了動能，顯示出一種微滑移距離和持續時間之間的立方根關係。其結果就是，側向移動的快波，其速度最高可達900米/秒，超過了戰鬥機的速度，所以爆發出尖銳刺耳的聲音！哈哈，你是不是有一種撕膠帶都撕出音爆來了的感覺？

研究人員認為，他們的新發現和建立的計算機模型，可以幫助人們設計更好的粘合劑，以及剝離更順滑、更安靜的膠帶，甚至可以揭示建築結構破壞及地震等快速斷裂過程中的物理學原理。

這項研究上周發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上。

論文：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.068005

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