液橋

液橋是指在固體間的小液柱。之所以被稱為液橋，是因為“橋”字有連線兩地的含義，液橋就是連線著兩個固體表面之間的一段液體。

2016年9月發射的“天宮二號”上，搭載著由中國科學院力學研究所國家微重力重點實驗室負責研製，在天宮二號上專門用來開展液橋熱毛細對流實驗裝置。

基本介紹

• 中文名：液橋
• 定義：固體間的小液柱
• 形成原因：氣液界面之間存在著表面張力
• 實驗裝置：液橋熱毛細對流實驗箱

形成原因

氣液界面之間存在著表面張力，使得液體表面好比有一層很薄的彈性薄膜一樣。正是這樣一層“虛擬”的薄膜，使得液橋的表面形貌得以維持，而不會“垮塌”。由於表面張力很弱，所以在正常重力環境下形成的液橋尺寸很小（通常只有幾毫米），超過這個尺寸，液橋將無法平衡其重力而垮塌。

實驗研究

2016年9月，在發射的“天宮二號”上，搭載著科學實驗裝置——“液橋熱毛細對流實驗箱”。該實驗裝置由中國科學院力學研究所國家微重力重點實驗室負責研製，在天宮二號上專門用來開展液橋熱毛細對流實驗。這套液橋熱毛細對流實驗箱重13kg，大小比普通桌上型電腦還要小。紅色電接口完成裝置的供電和通信。科學家在地面安排實驗動作並上注指令，實驗箱收到指令後，內部機構將相互配合完成一系列的實驗操作。

液橋熱毛細對流實驗箱

實驗特點

特點1：可以建立大尺寸液橋

在微重力環境下，重力幾近消失，物體處於“漂浮”的狀態。地面上只能形成的小液滴，到了空間站便可以形成大的液球。這是因為重力消失後，表面張力大顯神威。

於是，利用太空的微重力環境，可以建立起很大尺寸的液橋，而這在地面上將是不可能的事情。

目前，國際空間站上已經做出了直徑50mm的液橋。想讓液橋保持穩定是有前提的，理論上講，需要保證液橋的高度和直徑的比例小於一定值。否則，液橋過於細長，將會發生Raleigh不穩定，即使是在太空還是會“斷橋”。

特點2：可以產生熱毛細流動

當液橋兩端的溫度不一樣的時候，一端熱一端冷，在液體表面張力的作用下，會產生熱毛細流動。熱毛細流動是空間微重力環境下的主要自然對流形式。

表面張力會隨著溫度變化，溫度高的地方表面張力低，溫度低的地方表面張力高，表面張力不均勻成為驅動微重力流動的因素。由於表面張力又稱毛細力，所以這種表面張力溫度效應驅動流動，又稱為熱毛細流動，或者叫做Marangoni對流。