#TIL# 把「镇浪油 storm oil」倒在海面上,可以暂时平息海浪。
在科幻小说《格兰特船长的儿女》里看到的,还以为是科幻,去搜了一下,居然是真的……
据说最早可以追溯到亚里士多德时代,人们就发现把菜油倒在水面上,能让水面变得平静透明,看清水下的情景。
于是,后来水上救援队都会携带一瓶油(如图1),要救人的时候往周围倒一点,方便找。
原理是:油里主要是三油酸甘油酯分子(如图2),它的一面有一个亲水基,也就是会更亲近水分子,而另一面的甲基CH3则疏水,也就是会远离水分子——
所以,把油倒进水里,油会快速散开变成薄薄一层,理想状态下会变成只有一个分子那么厚的薄层(如图3)。
这时,就在水面之上均匀地形成了一个弹力油层(如动图4),可以吸收水面涨落的波动,从而「镇浪」。
一开始,大家以为这是油的表面张力在起作用,但换成其他表面张力接近的液体,却达不到油的效果。
2007 年,斯坦福大学的物理学家 Peter Behroozi 和同事在 American Journal of Physics 上发表了一篇论文,给出了最新结论:
油花主要是靠吉布斯表面弹性 Gibbs surface elasticity 的作用,也就是在水浪上下的方向上形成了纵波(可以幻想成一层小弹簧),于是水面上下动,但油层整体上不怎么动,浪就被「压」住了(如图5)。
曾经也有油轮,为了平息风浪而故意把上万吨原油倒进海里。现在为了环保,已经禁止了这种行为。
按《格兰特船长的儿女》里,作者凡尔纳的说法,在航海中「镇浪油」的使用还要注意一个细节——
第一艘船使用油把海浪暂时压住之后,等油被打散了,再扑上来了浪会更凶,后来的船反而更容易翻。所以规定,当后面还有其他船时,首船不得使用镇浪油。
凡尔纳这个说法对不对,就不太清楚了,没有搜到相关信息。
