神舟二十三號天宮課堂｜拆解「扭毛巾」、「水珠乒乓」科學原理｜延伸閱讀

神舟二十三號乘組「天宮課堂」開課，三位航天員朱楊柱博士、航天駕駛員張志遠和港產航天員黎家盈，向同學們展示水膜實驗、水球實驗等微重力環境下的物理現象。

其中黎家盈以「扭毛巾」展示水膜實驗。當她使勁扭動濕毛巾之時，水並沒有流下，而是附在毛巾表面，就像手套一樣。她解釋，這是因為在失重環境下，水的表面張力佔據主導作用，水分子緊緊抱在一起，附在毛巾表面。

拆解扭毛巾原理｜為何「扭毛巾」會形成水膜？

從科學角度解釋，當我們身在地球，地心吸力會把水往下拉，水滴會從毛巾掉落。但在太空微重力狀態下，重力的影響幾乎消失。液體的移動便變成由表面張力（Surface Tension）與內聚力（Cohesion）牽引。

水分子為了達到穩定狀態，會傾向於縮小自己的表面積，這就是表面張力。在沒有重力扯開水滴的情況下，水分子會緊緊黏在一起，形成一個整體。

與此同時，水分子也會受到毛巾和皮膚表面分子的吸引。當扭毛巾時水被擠出，但因為沒有重力讓它掉落，就會順著附著力（Adhesion）黏在毛巾和手上，靠表面張力擴散，並包裹住手部，形成一層像果凍一樣的水膜。

拆解水珠乒乓原理｜為何水珠不會被毛巾吸收？

接下來，朱楊柱和黎家盈又示範「水珠乒乓」，兩人用毛巾包裹著乒乓球拍，再擠出水珠，在空間站裡互相擊打。朱楊柱形容，看似非常輕鬆有趣的水珠乒乓，其實背後蘊藏著流體力學和材料科學的多重學問。

水珠乒乓的科學原理，同樣跟水的表面張力和內聚力相關。在地球重力狀態下，當水珠碰到毛巾，重力會把水珠拉平，然後被毛巾吸收。但在微重力狀態下，水的動態會由表面張力主導，縮成球體。

當完美的球形水珠接觸毛巾時，水珠因為極高的表面張力，維持球體形狀，看起來像是「彈開」或「漂浮」在毛巾表面。但如果用力把水珠壓向毛巾，或是毛巾本身的吸水力極強，水珠仍會因為液體與毛巾纖維之間的附著力，被毛巾吸收。