当一个小液珠从高空落下，重重的砸在地上，小液珠瞬间支离破碎，四溅出去，这是再常见不过的现象了。E.Ghabache和她的同事们好奇一个问题：当液珠击打到一个极低温度的固体表面，会发生什么事情呢？于是，他们做了一个很有意思的实验，让液珠击打在0到-60度的表面，发现了一些很有意思的现象。

图1：液珠刚刚击打到冰冷的表面时的状态。类似一张摊开的饼，半径为R，厚度为h0，基底温度为Ts，厚度h(t)以内的液体都已经结冰，而上层的液体则刚好处于冰点即T0=0度。

  数百年前，人们就发现当熔融的玻璃液珠滴落到冷水中的时候，液珠外围比中心更冷，收缩的更快，从而产生了分层的表面张力。在不到一毫秒的时间内，整个液珠最终变成无数的碎片。而当液珠击打到冰冷的表面的时候，也有类似的情况，此时，先是液珠成为碎裂（Fragmentation）状，这个是一个非常快速的过程，整个研究的空间被迅速划分成不同的区域。

图2：(a)液珠从36厘米高度落下的结果，温度分别为Ts=-20.0,-31.1,-41.2,-50.3,-59.6摄氏度，不同的结果可以归结为三个类型，即1.无裂纹型，2.碎裂型，3.分层裂纹型，结果是随着deltaT在变化，不同类型之间的相变温度约为DeltaT=27和42摄氏度；(b)液珠击打到零下31.1摄氏度时的表面的结果，即液珠的向四周扩散以及固化得整个过程；(c)液珠击打到零下59.6摄氏度时的结果。

图3：常温下液珠击打到固体表面的结果.

与在常温下，类似的实验得到的结果相比，或许是因为冰层的原因，并没有观察到液珠的收缩。取而代之的，是在液珠向外扩散过程中，看见了毛细波在液珠表面的传播，并且产生了液珠的固化。对于液珠击打到冰冷的固体表面，不同的结果可以归结为三个类型，即1.无裂纹型--整个固态的液珠底部依然很平滑，2.碎裂型---裂纹开始从中心的“核”向外延伸，3.分层裂纹型---裂纹一步步形成。需要指出的是，碎裂型的结果产生于液珠整体固化之后，而对于分层裂纹的结果，则形成于固化的过程中，当基底成为了固态，而上层的液体仍然不断进行着形成裂纹的过程。

图4：相图：经过更多细致的研究，最终可以得到不同的结果的相图。灰色区域为无裂纹型，红色区域为碎裂型，蓝色区域为分层裂纹型。

最终的结果可以反映在相图上，这个实验则为更好的研究断裂动力学（fracture mechanics）提供了一个很好的例子。

注1：文章为

E. Ghabache et.al., Frozen impacted drop: From fragmentation to hierarchical crack patterns, Phys.Rev.Lett., 117,074512(2016).

注2：图3来源于C. Josserand and S.T. Thoroddsen, Drop Impact on a Solid Surface, Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 48: 365-391