| 前段时间上映的科幻电影《毒液：致命守护者》可谓赚足了眼球，内地首月票房豪取18亿元。取自漫画的“毒液”源于一种外星共生体(“毒液”是共生体与宿主结合后的统称)，在电影里，外星共生体(高粘稠度液体)与男主角艾迪合体变成“毒液”，拥有灵敏的感觉、惊为天人的速度与力量，最终打败另一个外星共生体合成的坏蛋，顺便追回前女友，重返人生巅峰。 《毒液》电影剧照(图/豆瓣电影) 但是，强大的“毒液”也有弱点，他害怕4000~6000Hz的高频声波。核磁共振与飞机掠过的噪音硬生生把“毒液”共生体逼出了宿主体内，最后广播发出的声音吊打“毒液”一族的小头目。 我们不禁产生好奇，“毒液”为什么害怕这类声音呢? “毒液”做个核磁共振被吓得五官模糊(图/豆瓣电影) 今天就带大家开开脑洞，从另一个视角解释高粘稠度液体为什么害怕高频声波。 超声波——粘稠液体的“天敌” 在地球上，高粘稠度的液体种类很多，原油就是其中一种。 石油未加工时被称为原油，是一种粘稠的、深褐色的液体。原油经过分馏得到汽油、柴油等燃油之后，会剩余一些粘稠的液体，依据成分、工艺，分为重油、渣油、沥青等。 原油的粘稠度很高，堪比蜂蜜，使用管道运输原油特别费劲。为了降低原油的粘度，科学家和工程师出了很多招：加热管道、将原油与其他液态碳氢化合物混合、用水乳化等等，这些方法不易操作，而且会给后续加工带来不少麻烦。 有什么更好的办法吗?后来科学家发现，原油的粘度与沥青质含量有极大关系。为了对付这个“祸首”，科学家想到了超声波。超声波能量高，可以在各种液体里制造空化现象。 液体中的气泡(图/Pixabay)
液体里面存在细小的气泡或固体颗粒，它们的表面和液体的连接强度较低，当超声在液体中传播的时候，会产生压力的变化。如果压力低到一定程度，液体中的气体分子聚集在气泡内，把气泡胀大。当高压来临，泡泡就变小。具体来说，由于气泡是三维的，其半径减小10倍，体积就会缩小1000倍。超声波作用下，剧烈膨胀或坍缩的气泡变成空泡，内部将产生高温高压。如果空泡周围存在坚硬壁面，空泡会发生非球形溃灭，产生射向壁面的高速射流，释放巨大能量。 在高能的超声波作用下，原油中的长链分子被打断，形成短链的小分子以及自由基。其中，小分子可以降低原油粘度，而自由基容易和其他分子结合，形成絮状沉淀，阻塞管道。所以超声处理的时间不能太长，否则自由基浓度升高之后，原油粘度又升上去了。 声波作用于沥青质(图/中科院声学所) 利用超声波降低原油粘度的频段很宽，有时使用的频率已经低到了可听声范围。 作者注：吴鹏飞、王荣泉、钟平对本文亦有贡献 来源：中科院声学所微信公众号(ID：cas-ioa)，作者：靳伯骜。 |
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