神奇的“鲁伯特之泪”，子弹都打不破的玻璃，为什么一捏就碎？

鲁伯特之泪堪称世界上最神奇的玻璃制品。它的制作工艺虽然简单，但是却能抗住子弹的射击；但同时它也十分脆弱，轻轻一捏机会崩裂。

鲁珀特之泪又被称为荷兰泪，这是一种将熔化的玻璃靠重力自然滴入冰水中，形成巨大的头部和长长的尾巴，看起来就像透明的蝌蚪。这种玻璃制品最早出现在17世纪初的荷兰，1625年时传到了德国的梅克伦堡。1660年，鲁伯特亲王将这种玻璃液滴制品献给了查尔斯二世国王，后来皇家学会也对鲁伯特之泪的特性惊醒了。

人们发现，这种玻璃制品的硬度很“梦幻”，液滴的头部能承受铁锤的敲击而完好无损，但它的尾部却十分脆弱，轻轻一捏，就会直接爆裂开。当时人们认为，鲁伯特之泪头部的硬度如此之高的原因，就是是因为在“淬火”中掺杂了一部分水在里面。但是在经过打碎无数鲁伯特之泪后，人们发现水分并不是硬性硬度的原因。

17世纪的罗伯特·胡克拿到了鲁伯特之泪后，仔细通过显微光学仔细地研究了这种玻璃制品的结构，得出一个较为科学的结论，那即是所谓的“内在压力”。他认为，鲁伯特之泪本身是玻璃，属于脆性材料，但这种蝌蚪形却加强了玻璃的承受能力。是因为在“淬火”时，温度急速降低，导致鲁伯特之泪的内部产生了巨大的压力，但是冷却的速度过快，导致内侧的玻璃还处在一个温度较高的状态，单外侧的玻璃温度已经趋于常温，这最终的结果就是玻璃内部的压力极不稳定。一旦这种不稳定的状态被破坏，这种蝌蚪状的玻璃就会瞬间爆裂。

直到1994年，普渡大学和剑桥大学材料小组为了研究鲁伯特之泪的秘密，于是使用了超高速摄影技术来拍摄鲁伯特之泪的形成和破碎的过程。他们发现玻璃液滴在入水时，表面承受高压缩应力，内部却承受高拉力，这就导致其不平衡状态，形成了很容易折断的尾巴。这从另一方面证实了胡克的理论确实是正确的。

2017年，阿希拉本利用传输偏光镜，以红色测光的光学延迟，来观测玻璃滴的构造和整个液滴的应力分布。他发现，在高达700兆帕斯卡的压力下，液滴头部具有比以前认为的高得多的表面压缩应力，这个压缩层具有极高的强度，力只能从尾部的张力扩张区域，才能进入头部张紧区域，应发内部平衡的破坏，所以在一般情况鲁伯特之泪只能从尾部破坏。

那这个鲁伯特之泪到底有多硬呢？

在国外有人就尝试破坏鲁伯特之泪，其中就包括接受手枪的射击。可在高速摄影机的画面中，子弹击中鲁伯特之泪后，玻璃制的鲁伯特之泪毫发无损，但是子弹的弹头却出现了碎裂，后来，还有人用液压机来测试鲁伯特之泪的承受极限。在一次测试中，液压机施加在鲁伯特之泪上的压力在不断地增加，但是鲁伯特之泪本身却没有出现过一丝裂缝。

可当液压机施加的压力到达2万多千克后，鲁伯特之泪开始出现了明显凹陷。下一秒，鲁伯特之泪直接爆裂，而液压机也差点因为鲁伯特之泪释放的冲击力被崩坏。根据现场的数据可以知道，鲁伯特之泪爆裂的瞬间，液压器的压力已经达到了恐怖的29360KG。

通过这次实验，我们可以知道鲁珀特之泪较大的头部的确能够承受大约二十吨的压力，但是它较细长的尾部却十分的脆弱。而且尾部不但脆弱，而且一旦被破坏，整个玻璃就会瞬间破裂。在现如今已有的工艺制品中，相信也找不出另外一个拥有这样的特性。

当然，研究鲁伯特之泪也为一些新的玻璃制品带来了全新的灵感，其中就包括了出现在各种场所的钢化玻璃。其实钢化玻璃本身就是制作鲁伯特之泪时衍生的副产品，在研究鲁伯特之泪时，人们发现玻璃在经过热处理后，它的硬度和强度都能得到质的提升，而且这些经过处理后的钢化玻璃，不会轻易地碎裂，就算外部出现了一丝轻微的裂痕，也都因为内部产生的应力而被紧紧的压住，同时内层也因为强大的应力强化了玻璃内部的结构，减少了裂痕出现的的可能性。

不过钢化玻璃的碎裂和鲁伯特之泪有些类似，它不会碎成大块的坚硬碎片，相对而言比较安全，不过它也有个缺点，就是在一定条件下比如温度骤降或者被尖锐物刺中可能会突然爆裂。当然，为防止玻璃爆裂后伤到别人，可以预先对玻璃进行“退火”操作。这样虽然会减少它的硬度，但同时，也加强了玻璃的可操作性和可加工性。它会让钢化玻璃处在一种均温状态，这样玻璃内部就不会产生新的温度波动。

经过这样的操作，钢化玻璃基本不会再爆裂，而是会直接破碎成粉末，来避免碎片带来的伤害。不过普通玻璃虽然也可以使用退火，但其实现在市场上大部分的普通玻璃都是采用更加缓慢的降温来减少脆性。