为什么金属在太空中会粘在一起?

如果你在地球上将两块金属板推到一起,什么也不会发生。在太空中,它们可以融合为一。原因如下。

来源:LiveScience

如果你在地球上将两块金属板推到一起,什么也不会发生。但如果你将这些相同的板块带入太空真空中,它们可以融合成一块金属。

这种称为冷焊的现象长期以来一直是航天器工程师已知的危险。那么原子层面到底发生了什么,为什么太空让它变得如此容易呢?

专家告诉《Live Science》,答案归根结底是太空中缺氧。

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(图片来源:Marilyn Perkins / Future)

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金属由晶格组成,晶格是原子相互结合的结构。但金属表面附近的原子不会与外面的任何东西结合。如果有机会,它们会“伸出手来”并与另一块金属的表面共享电子。

但在地球上,几乎每个金属表面都涂有氧化层。该层只有几个原子厚,是在金属与氧相遇时形成的。加州理工学院的材料科学家朱莉娅·格里尔告诉《生活科学》杂志:“一旦形成氧化物,一切就结束了。” “然后它就不能再冷焊了,因为氧气基本上钝化了这些键。”

薄薄的氧化物就像绝缘包装纸。没有它,金属片表面的自由电子就无法识别它们属于哪个原子。宾夕法尼亚州立大学工程设计和航空航天工程教授斯文·比伦 (Sven Bilén) 告诉《Live Science》:“这些电子不知道它是在这块中还是在那块中,因此它们开始共享电子,本质上是将物体冷焊在一起。”

在太空中,一旦该层消失,就没有氧气可以重建该层。寒冷和辐射使情况变得更糟。格里尔说,轨道上的太阳和离子辐射的轰击可以将金属表面冲刷干净,使新暴露的原子准备好结合。 “太空中的一切都有利于冷焊,”她说。