封箱最烦的一刻,往往不是没剪刀,而是箱子合上,剪刀在手,胶带却怎么也找不到头。但就是这种折磨人的胶带,能“记住”你撕到哪儿。
找胶带口:手上活儿不大,耐心消耗不小。
一条胶带,能记住不止一个位置。这里面有实实在在的物理依据:在特定的贴合与剥离条件下,普通压敏胶带能形成机械记忆。不需要在胶带里加入科技,信息就留在它与底面的接触状态里。
把胶带揭开一段,再轻轻放回去,表面看起来好像没有任何变化,可是实际上究竟如何?
PART 01
撕开又放回,还和原来一样吗?
平时我们用胶带,往往就是简单地一拉、一截。但想看它的记忆,得再加一个动作:将胶带放回去。
具体怎么玩?先准备好固定的底面,再轻轻铺上一段胶带。抓住一端,慢慢揭起,到了选定的位置就停下,然后原路放回,让胶带重新躺平。
从轻放到读出,每一轮都回到同一起点。图片由ai辅助生成
胶带的一端连着测力计,由电动平台匀速提起和放下。底面采用预先固定好的另一层胶带的背面。仪器只管提放和测力,记忆还是留在胶带和底面的接触面上。
奇怪的地方来了:胶带放回去后,之前停下的地方会留下一条黏得更牢的窄线。一轮操作结束了,记录还在,进而影响下一次揭开的过程。
PART 02
为什么偏偏记住停手的地方?
贴胶带时,我们常会顺手按一按,让它黏得更牢。压敏胶带的一个特点就是黏附会受到压力影响,这也是停手处能留下记忆的原因之一。可这次明明是在往上揭,为什么会出现向下按压的痕迹?答案就藏在揭开与没揭开的交界处,也就是剥离前沿。
左图箭头指向转折处,右图Before、After分别为操作前后,均为平放状态
胶带有一定的弯曲刚度,并不是一根完全柔软的线。前沿附近,向上的拉力与黏附产生的作用并不落在同一位置,它们会形成力矩,使尚未揭开的部分受到局部向下的挤压。
也就是说,手在往上提,但前沿的前方有一小片区域被压得更紧、黏得更牢。随着胶带继续揭开,这片压紧区域也沿着底面向前移动。
以胶带下面的某一个位置为界,当剥离前沿快到这里时,它先被局部压紧,黏附增强。继续往前揭,刚刚加强的接触又被分开,此时就不会再保留同样明显的记忆信号。
但转折处少了后面这一步。揭到这里就停下,前沿附近已经压紧的一小条区域,没有再被向前推进,那里的强黏附便保留下来。
所以胶带重新躺平后,这条强黏附线会变得和周围不一样。下一次揭开,这个差别就能被读取出来。
以为只是随手一撕,原来还附带“留痕”。
这样一来,胶带的“记忆”落在了一个很具体的地方:那条比周围黏得更牢的接触线。
PART 03
上次撕到哪儿?测测拉力就知道
留下痕迹还不够,想要读取很直接:再揭一次,同时测量拉力。
保持相同提起速度,遇到那条强黏附线时,测力计会读到额外增大的力。曲线上便冒出一个峰,它对应着之前停下的位置。
蓝线:写入记忆后 红点:没有这些记忆的对照
蓝线出现三个尖峰,红色对照则没有这些峰。在这组条件下,峰值大约可达到附近基线的两倍。
ΔF = F peak − F baseline
Fpeak表示旧位置附近的剥离力峰值,Fbaseline代表假如没有这个记忆峰,该位置附近的背景剥离力。两者之差ΔF则表示旧位置的力峰比背景高出多少,用来衡量记忆信号的强弱。
在控制好材料与操作条件后,旧位置与力峰能够对应起来。操作历史变成下一次可测量的响应,这就是所说的机械记忆。此外,图里有三个峰。一个位置容易理解,三个位置,难道是随便撕三下就行?
原来,线索藏在拉力里。
PART 04
想让胶带多记几处,得按什么顺序撕?
假设要让胶带留下20、22.5和25毫米这三处记录,直觉可能是由近到远挨个来。但在这里,这样操作就会变成边记忆边删除。
比如先到20毫米并放回,再到22.5毫米并放回,途中就会越过20毫米的旧记录。接着到25毫米并放回,中间又越过22.5毫米。按前面那种旧记忆会被擦除的规则,走完这三步,留下的是25毫米的记录。想把几条一起留下,得反过来:先远,再近。
两个方向都走完整三步。图片由ai辅助生成
先揭到25毫米并放回,再到22.5毫米并放回,最后到20毫米并放回。后来的操作没有碰到更远处的旧记录,这样三条记忆就能同时保留。每轮都放回起点,不等于每轮都清空记录。决定旧记忆是否被擦掉的,是下一次有没有再次揭过它。最后再揭到超过25毫米的位置,就能依次读到20、22.5和25毫米附近的力峰。
虽然能记,但挑顺序。
PART 05
再撕一次,情况如何?
到这里,你可能已经发现一个小问题。既然越过旧位置会擦掉记忆,那么“读取”本身岂不是也在“删除”?
没错。按前面的贴合与操作方式,读出也会改写接触状态。第一次经过旧位置,力峰很明显,放回后再揭一遍,旧峰就几乎辨认不出来了。胶带报完位置,原来的那道标记也被揭过去了。
a:旧峰在第二次读出时接近消失 b:在25毫米转折处保持100秒后,后续读出仍有残余峰;c:换为亚克力底面后也有残余峰。NR为读出次数
但“一读就没”并非铁律。前面说的是为什么记忆会留在转折处,因为那里已经被局部压紧,但没有被继续揭过。现在再多做一件事,即停在那里,保持受拉状态,晚一点放回。如果把25毫米转折处的停留延长到100秒,首次读出的力峰明显增强,第2至第5次读出仍留有残余信号。
停的位置和停的方式都有讲究。放平后晾得越久,胶带不一定记得越牢。时间一长,周围区域也黏得更紧,原来的痕迹反而就变得不那么显眼。当把底面从胶带背面换成光滑亚克力,结果也会变。对于更久的痕迹究竟是怎么在微观上保留下来的,目前还没有明确解释。
记忆有多强、怎样被抹去,都有物理条件。随手换一卷胶带、一张桌子,或把整段用力按牢,都不保证出现同样的曲线。读出还可能留下新的转折记录,旧峰没了也不等于整条胶带再无记忆。
PART 06
胶带还可以比较大小
记忆能影响下一次响应,就不只是留个痕迹那么简单。仍以前面能清楚写入、读出并擦除的条件为例:上一轮揭到某个距离,这一轮若没到那里就停下,便不会读到那条旧记忆。若超过旧位置,就会经过相应的力峰。
检测这个信号,就能区分“这次没走到上次那里”和“这次已经超过上次”。只要位置分得开,这就是一次大小的比较。如果把这次揭到哪儿当作输入,相应的拉力峰就是输出。
我们习惯把记忆交给脑子或芯片,却很少留意,物体本身也能以可读取的方式保留经历。
小互动
假设每次越过旧位置都能擦掉那里的记忆,且各记忆位置间隔足够大、能够分辨。现在把胶带依次揭到25毫米、20毫米、22.5毫米,每次都放回起点。最后揭到超过25毫米的位置,你觉得最后的过程会读到几个记忆峰?分别在哪里?
先别往回翻,看看你和胶带,谁记得更清楚。
参考资料
[1] Chattopadhyay, S., Chase-Mayoral, C., & Keim, N. C. The mechanical latching memory of an adhesive tape. New Journal of Physics, 28, 035001 (2026).
[2] Penn State. Move over cassette tapes, adhesive tape has memory, too. EurekAlert!.
编辑:亦山
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