一、谁能切西瓜
之前看到有网友用Macbook当菜刀,淡定的切开了苹果,真是让人热血沸腾。不过转念一想,Macbook air刀刃形状的设计在切水果时一定占了不小的便宜。而iPad2因为在设计上比一代更薄,还引发了能否在现实中切一把水果的讨论。如果只是凭借电子设备本身超薄的厚度,能不能切开水果呢?在掏出自己价格不菲的电子设备进行有风险的破坏性实验前,我们不妨先纸上谈兵,进行一下理论分析。 我们以目前中国市场最薄的MOTO Driod RAZR XT910手机为例,其“刀刃”的厚度只有7.1mm。它的对手,咱们也不挑软柿子,就拿果皮较硬的西瓜开刀。能切开西瓜皮的刀,基本上就能把水果界切个人仰马翻了。
刀切水果,首先硬度要比水果硬才不会发生卷刃,变形,虽然XT910的刀刃没有用到背板上的凯芙拉纤维,但是边缘硬质塑料的硬度最低700kg/cm2,也已经超过较硬的西瓜30 kg/cm^2 约20余倍,不怕和瓜皮来硬的。 其次,西瓜能不能被切开,理论上取决于西瓜皮能承受的压强,所以如果我们计算挥刀砍到西瓜上时的压强比30kg/cm^2 的数值大,就可以让西瓜皮开肉绽了。
我们知道当两个物体碰撞之时,冲量与撞击力峰值会有如下关系:
假设西瓜稳定的仰卧在案板上,我们手握XT910的重心或是重心之上,手和手机挥动部分的重量以10N计。以v=1m/s的速度垂直砍上西瓜,碰撞间隔约为0.01秒。在这样姿势崎岖,但是发力尚属正常的切瓜动作下,刀和瓜碰撞时的撞击力峰值最高可达:
那么刀在下一瞬间是突破瓜皮还是被瓜皮无情的弹开呢?就需要计算一下此时碰撞位置的压强了。根据压强公式:
S为刀刃与西瓜皮的接触面积,刀刃宽度7.1mm;由于西瓜皮是圆的,刀刃接触长度也较小,取2cm应该已经算是取的有些长了。
也就是说,经过粗略的估算,我们发现这超薄一击是可以切进西瓜皮的。虽然我们的跨界电子刀不比正经菜刀的刀刃薄、重量大、刃角合理,刀刃压强也只有正经菜刀的数百分之一到十分之一;但是只要我们每临大事有静气,手心干燥有耐心一刀一刀又一刀……以合适的角度切下去,我们最终也能切开看似硬朗的西瓜!不过,这些都还是理论上可行,实际操作可能会因手滑、西瓜今天心情不太好等被简化了的因素影响结果,我们并不鼓励拿XT910、iPad、Macbook或者别的超薄设备切西瓜,无论切坏了手机还是西瓜,都是自己的损失啊。
二、怎么才能薄
电子产品能做到薄而功能强大(不止体现在能做菜刀上),其实是科技进步与工艺至臻的外在表现。由于通过见缝插针的电路布局、密集的排线和合理安排的屏蔽板,基本可以把电路安排在不影响设备厚度的空间里,现在电子设备的整机的厚度主要取决于显示屏和电池。 目前最薄的显示屏是OLED(有机发光二极管)屏幕,其厚度最薄只有0.2mm。AMOLED(有源矩阵有机发光二极管)屏是OLED屏幕的一种,由于其可视角度大、响应时间短,亮度高能耗小,还不需要背光,是当今流行的各种电子产品屏幕中最科幻的一种。随着生产工艺进步,良品率提高,OLED屏幕已经实现商用并表现出制造成本低于其他显示技术的潜力。如果未来的手机上还使用同样形式的显示屏,在追求更薄显示屏的路上,发展空间已经很有限了。
鉴于当今无线能量传输技术的不成熟和效率低下,目前便携电子设备还无法摆脱电池。因为在一定的电池能量密度下,电池体积与续航时间成正比,所以电池的设计一直是在设备的使用时间和便携性之间进行博弈。现在为了给电池瘦身,除了研究提高电池能量密度和加快充电速度的新技术,还有种种有趣的尝试,比如一种装在屏幕之上的单向光伏电池,可以为手机提供额外电源,不过原理上会牺牲些可视角度,略有坑爹啊。这样想来,未来如果无线能量传输的距离和效率都大大提高或是能量的来源实现了惊人的拓展,使得电池不再是便携设备的必要配置,电子产品大概会薄到惊人吧。
三、薄是一种态度
除了传统的薄之外,更广义的超薄电子产品其实包括一切把设备界面平面化、便携化,追求技术突破的尝试。 有的广义超薄设备用便携性来增强我们现有的输入输出方式。比如Canadian firm Deanmark 有限公司制造的手套“空气鼠”,把原本需要抓握的鼠标像手套一样戴在手上,让手保持自然的姿势,减少罹患腕管炎的几率,同时还不改变鼠标原本的操作习惯,就是很有趣的思路。还有Microvision公司在2007年推出的手机内容投影器材,是一款色彩还原度和解析度都颇高的投影外设,基本与当时市面上所有的手机兼容,可以把手机的显示内容方便的投影在墙上,方便与其他人分享。
也有的设备则向我们介绍全新的输入输出方式,比如加拿大皇后大学开发的书页手机。与纸张类似的操作界面,采用E-ink的柔性屏幕和电路,用折叠页脚的方式进行部分输入,探索着未来电子设备的外观和使用方法。 这些新的技术让我们的电子设备变得愈加多彩多样,把若干年前笨、粗、大的器材精简融合到我们的举手投足之间。未来会如何发展,超薄除了切菜以外还会给我们的生活带来怎样的改变?我想这一切都值得我们继续探索。
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