空气与水中的吸盘物理学

我们给出了空气中与水下吸盘脱离时间（失效时间）对脱离力依赖关系的实验结果。利用我们为吸盘与随机粗糙表面接触所建立的理论对这些结果进行了分析。该理论预测了脱离时间（失效时间）对脱离力的依赖关系，并使用由软质聚氯乙烯（PVC）制成的吸盘所测数据进行了验证。基底采用喷砂处理的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。该理论与空气中的实验吻合良好，但对于均方根（rms）粗糙度低于 $\approx 1\ {\rm \mu m}$ 的表面，我们观测到的寿命远长于理论预测值。我们表明这是由于软质 PVC 中增塑剂的向外扩散阻塞了气流通道上的临界收缩处。在水中观测到理论与实验间存在一些偏差，这可能源于毛细力。我们讨论了空化对水中吸盘失效时间的作用。