亚马逊之泪4，世界上是否存在没有尾巴的鲁珀特之泪？

“天然”形成的鲁伯特之泪是不可能没有尾巴的亚马逊之泪4，但是这也不排除用“特殊手段”来制作没有尾巴的类似的鲁伯特之泪。下面，我略微详细地探讨一下。

1、什么是鲁伯特之泪很多人可能不知道什么是鲁伯特之泪。鲁伯特是17世纪的一个王子，可能比较贪玩，或者比较好学，他把玻璃烧融化了，然后滴到水里。然后他发现，滴入水中后，冷却形成小蝌蚪状的玻璃制品，这个“小蝌蚪”有着非常特殊的性能：较大的头部非常坚硬，然而细细的尾巴却一碰就碎，更神奇的是，只要尾巴碎了，整个小蝌蚪瞬间就变成粉末。

鲁伯特之泪的头部究竟有多强？有人做过实验，子弹打不碎，普通液压机压不碎，如下图。

不过如此强大的头部，它的尾巴却是它的弱点。尾巴只要破裂，整个鲁伯特会变成粉末，如下图。

2、鲁伯特之泪的成型过程为什么鲁伯特之泪会有这种神奇的特性？这得从它的成型过程说起。高温熔化后的玻璃，滴入冷水中。如下图，有条件的同学们可用用喷枪加热一段玻璃，下方用个水杯等着。当玻璃融化变成液体后，滴入下方的冷水中。由于融化的玻璃呈水滴状，冷却之后，这个水滴状得以保持。

从这个成型过程来看，过程非常的简单，这也是为何早在17世纪，就可以制作出鲁伯特之泪的原因。成型过程虽然简单，但是整个过程中发生的事情，其实不简单，而这才是形成鲁伯特之类独特性能的原因。

3、鲁伯特之泪的应力状态实际上，关于鲁伯特之泪的特性研究，从来没有停止过。它独特性能的原因，也早已经被研究的非常透彻。根本原因在于外层形成了致密的压缩层，有着非常巨大的残余压应力。下图为鲁伯特之泪的应力分布光学图，从中明显看出来应力的层状分布。

在融化的玻璃进入冷水的过程中，外层迅速冷却收缩，然而内层依旧高温，融化的内部玻璃流体就会往上流动，最终会在未入水的外层往下挤压，从而让外层更加致密。整个过程非常短暂，因此会留下外部残余压应力和内部的残余拉应力。

就像钢化玻璃一样，外层的强大压应力紧紧地压迫着鲁伯特之泪，使得内部的内缺陷被牢牢的挤在一起，裂纹不会轻易地扩展。此外，在承受外界撞击时，是压缩载荷，内部的拉应力会得到缓解，从而可以承受更大的压缩载荷。

4、没有尾巴的鲁伯特之泪从上面的鲁伯特之类的成型过程就知道，它的尾巴无法避免。因为滴入水中的液态玻璃由于自重的影响，必然是水滴状。所以，这种传统方法制作的鲁伯特之泪，是没有办法丢掉尾巴的。

根据鲁伯特之泪强大力学性能的原因：外层有较大的残余压应力，内层有残余拉应力。实际上，现代科技是可以生产出外压内拉的玻璃制品的，即：钢化玻璃。通过热处理或者化学的方法，实现这种外压内拉的应力分布。

根据鲁伯特之泪的成型过程，我们发现，只要让玻璃不出现细尾巴就可以了。所以，现代工业采用热处理生产钢化玻璃的时候，就是将玻璃加热到熔融状态，通过模具避免重力影响，然后再迅速冷却。

5、总结鲁伯特之泪具有非常奇异的力学性能，这与其成型过程密切相关。在成型过程中，形成了外压内拉的应力分布，极大地提高了整体强度。传统方法制作的鲁伯特之泪，由于重力的影响，尾巴不可能不存在。但是，现代科技可以采用模具的方法，避免重力的影响，生产出没有尾巴的钢化玻璃。只是，没有尾巴，那就不再是鲁伯特之泪了。

PS：详细的力学分析，见我之前的青云文章：:///i6669662695693746696/