神舟二十三号天宫课堂｜拆解「扭毛巾」、「水珠乒乓」科学原理｜延伸阅读

神舟二十三号乘组「天宫课堂」开课，三位航天员朱杨柱博士、航天驾驶员张志远和港产航天员黎家盈，向同学们展示水膜实验、水球实验等微重力环境下的物理现象。

其中黎家盈以「扭毛巾」展示水膜实验。当她使劲扭动湿毛巾之时，水并没有流下，而是附在毛巾表面，就像手套一样。她解释，这是因为在失重环境下，水的表面张力占据主导作用，水分子紧紧抱在一起，附在毛巾表面。

拆解扭毛巾原理，为何「扭毛巾」会形成水膜？

从科学角度解释，当我们身在地球，地心吸力会把水往下拉，水滴会从毛巾掉落。但在太空微重力状态下，重力的影响几乎消失。液体的移动便变成由表面张力（Surface Tension）与内聚力（Cohesion）牵引。

水分子为了达到稳定状态，会倾向于缩小自己的表面积，这就是表面张力。在没有重力扯开水滴的情况下，水分子会紧紧黏在一起，形成一个整体。

与此同时，水分子也会受到毛巾和皮肤表面分子的吸引。当扭毛巾时水被挤出，但因为没有重力让它掉落，就会顺著附著力（Adhesion）黏在毛巾和手上，靠表面张力扩散，并包裹住手部，形成一层像果冻一样的水膜。

拆解水珠乒乓原理，为何水珠不会被毛巾吸收？

接下来，朱杨柱和黎家盈又示范「水珠乒乓」，两人用毛巾包裹著乒乓球拍，再挤出水珠，在空间站里互相击打。朱杨柱形容，看似非常轻松有趣的水珠乒乓，其实背后蕴藏著流体力学和材料科学的多重学问。

水珠乒乓的科学原理，同样跟水的表面张力和内聚力相关。在地球重力状态下，当水珠碰到毛巾，重力会把水珠拉平，然后被毛巾吸收。但在微重力状态下，水的动态会由表面张力主导，缩成球体。

当完美的球形水珠接触毛巾时，水珠因为极高的表面张力，维持球体形状，看起来像是「弹开」或「漂浮」在毛巾表面。但如果用力把水珠压向毛巾，或是毛巾本身的吸水力极强，水珠仍会因为液体与毛巾纤维之间的附著力，被毛巾吸收。