易坊好文馆

  1. 首页 > 玩科技 >

水杨|万物可变化，化学真奇妙( 二 )


古人都懂笔和墨的化学特性
毛笔 ， 是中国古人的一项伟大发明 ， 人们利用不同的动物毛制成软硬不同的毛笔 ， 用于不同场合的书写 ， 其中 ， 羊毫较软 ， 狼毫和兔毫则较硬 。
其实动物毛的主要成分为角蛋白 。 角蛋白是蛋白质的一种 ， 含有较高比例的半胱氨酸 ， 半胱氨酸中的巯基可以通过二硫键实现相互的交联 ， 高度交联的结构赋予了角蛋白坚硬且有韧性的物理特性 ， 被誉为蛋白质世界的“钢筋” 。 普通蛋白质易溶于水 ， 如果用普通蛋白质做毛笔笔头 ， 写字过程中笔头就会逐渐消失 。 而角蛋白既保持了作为蛋白质的亲水特性 ， 又由于高度的交联结构而不溶于水、稀酸或稀碱 ， 从而保证了毛笔在蘸墨汁书写过程中的稳定性 。 而且 ， 坚韧的角蛋白还能够使毛笔笔头具有良好的回弹性能、抗摩擦性能 ， 从而大大提升了毛笔的书写流畅性和使用寿命 。
而古人写字用的墨则是将炭粉黏合形成的块体 ， 这种炭粉我们称之为炭黑 。 炭黑在当今社会最广泛的应用是作为轮胎橡胶的填充材料 ， 所以我们看到的汽车轮胎大都是黑色的 。 但古人通过燃烧的方法得到炭黑墨粉 ， 然后用来写字 。
三国时期的文学家曹植就曾在所创作的《乐府》中写道“墨出青松烟” ， 意思是说 ， 墨是通过燃烧松木形成的烟而制成的 。 松木燃烧的时候 ， 由于燃烧不完全 ， 便会烧出滚滚黑烟 ， 这种黑烟就是松烟 。 古人用一块挡板将松烟挡住 ， 松烟就会逐渐在挡板上沉积 ， 当沉积到一定的厚度 ， 就可以将烟粉清扫并收集起来 ， 然后将其与鸡蛋清等胶类物质、香料、药材等辅料混合 ， 再用铁杵捶打上万次形成墨团 ， 最后放入模具中压制 ， 晾干 ， 便得到了墨锭 。
除了墨色 ， 古人还懂得使用不同的矿石来调出画画用的不同颜色 。 例如孔雀石是一种在东西方都广泛使用的绿色矿物颜料；古人所说的“丹青”中的“青”则是指一种蓝色矿物颜料石青；我国甘肃敦煌莫高窟的壁画中 ， 则使用了大量雌黄作为黄色颜料为壁画上色 ， 雌黄除了作为颜料 ， 在中国古代还有一个重要用途就是字写错时 ， 可用来涂抹覆盖错别字 ， 类似于现在学生用的涂改液 ， 后来还因此而形成了一个成语——信口雌黄 。 雌黄毒性很重 ， 西方人又发明了铬黄来代替雌黄 。 凡·高著名的油画《向日葵》就大量使用了铬黄来描绘金色的向日葵 。 但是 ， 铬黄中含有的两种金属元素——+2价铅元素和+6价铬元素也依然具有生物毒性 。 凡·高在三十多岁就患上了严重的癫痫 ， 也许就与他长期接触铬黄等有毒颜料密切相关 。
丝绸一样软的防弹衣和无坚不摧的穿甲弹
小朋友们在电视或者书本上见到的骑士们都穿戴着厚重的铠甲和头盔 ， 那是中世纪冷兵器时代的金属护甲 ， 也是最早的“防弹衣” 。 然而 ， 19世纪以后 ， 随着火器的进步 ， 这些金属护甲变得不堪一击 ， 而且厚重的护甲只会使得穿戴者的移动能力大大减弱 ， 在战场上逐渐失去了使用价值 。 有人开始尝试将轻薄柔软的丝绸制成防弹衣 。 到了20世纪40年代 ， 化学纤维已逐渐成为防弹衣材料的主流 。 比如美国在朝鲜战争中率先使用了尼龙纤维（用于制造冲锋衣、运动衫、丝袜的纤维材料）制成防弹衣 。 上世纪70年代 ， 美国杜邦公司发明了一种名为“凯夫拉”的芳纶纤维（简称凯夫拉）的防弹材料 ， 它具有十分优异的抗拉伸性能 ， 与相同质量的钢铁相比 ， 柔软的凯夫拉的强度竟是钢铁的5倍 。 用这种材料制作的软质防弹材料 ， 能让子弹的冲击能量在纤维的形变过程中被吸收 ， 就像是往一张床单上扔一块石头 。

推荐阅读


上一篇：系列|ROG 游戏二合一平板预热，1 月 5 日发布

下一篇：团队|人工智能帮你“论文溯源”