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解剖“桑巴荣耀”:2014巴西世界杯比赛用球内部结构详解  

2014-06-16 14:47:14|  分类: 科技趣图汇 |  标签: |举报 |字号 订阅

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解剖“桑巴荣耀”:2014巴西世界杯比赛用球内部结构详解 - kxsj - Newton-科学世界
 
本届世界杯官方用球“桑巴荣耀”(Brazuca)到底有什么特别之处呢?让我们跟随纽约大学复合材料和力学实验室的副教授Nikhil Gupta,来一同解剖它吧!
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Nikhil Gupta副教授。图/NYU-Polytechnic


当我们切开一只“桑巴荣耀”,可以用肉眼看到白色表皮和黑色内胆。内胆仅有几毫米厚,二者之间似乎并无他物。

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“巴西荣耀”的剖面

表皮和内胆之间真的什么都没有吗?错!其实,这里大有天地!还好我们有电子显微镜,帮助我们看到了“桑巴荣耀”隐藏的秘密。
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电子显微镜下的切面。图/Vasanth C. Shunmugasamy

在电子显微镜下,我们可以看到,“桑巴荣耀”一共有6层复合材料:聚氨酯外皮与内胆之间,2层发泡材料与2层纤维增强层交替排列。

第1层:聚氨酯表皮
表皮上的纹理,用来引导气流,可保持球在空中的稳定性。以前的足球都是将若干个球面缝合在一起,而桑巴荣耀则采用了热粘合,避免出现针脚,使得空气在球面之间的凹槽内流动更加光滑。
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6块球面热粘合而成

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 表皮上的纹理。图/Vasanth C. Shunmugasamy

第2层:闭孔发泡塑料。
这种发泡材料也称为复合泡沫塑料。从显微照片可以看到,气孔与气孔之间相互分隔,中间没有贯通,防止水分在其中蔓延
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“桑巴荣耀”中的闭孔发泡塑料

第3层:纤维增强层
在这张照片中可以看到,第一层纤维增强层夹在“闭孔发泡塑料层”和“开孔发泡塑料层”中间。两层纤维增强层则能帮助足球在被冲击之后迅速回弹为原来的形状。
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 两层发泡塑料中夹着一层纤维增强层

第4层:开孔发泡塑料
这层较厚的发泡塑料夹在两层纤维增强层中间。它十分柔软,拥有很好的弹性。在脚踢球或头球时,这层柔软的塑料会避免你的脑袋被撞坏。

第5层:纤维增强层
第二层纤维增强层夹在开孔发泡塑料和内胆之间。皮球充气后,这层承受了最大的压力。

第6层:内胆
内胆中充满着空气。

这就是“桑巴荣耀”的内部结构。让我们一起打开电视机,观看精彩的世界杯比赛吧!
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【科学世界博主编译,转载请注明】


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