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人工海绵的发明源自一次失败的实验?
2023-10-24 13:19  浏览:2915  搜索引擎搜索“手机速企网”
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海绵是来自海水里的植物还是动物?天然海绵长啥样?最常用的人造海绵——聚氨酯海绵的发明居然源自一次失败的实验?

天然海绵

来自海洋的遗骸

生活中,清洁锅碗瓢盆是件恼人的事,而有一小块海绵帮助便会轻松不少。但人们也常有这样的疑问,这种长满窟窿的东西为啥叫“海绵”,莫非是海水里长的棉花?其实,传统海绵的确出自大海,但它们并非来自海生植物或藻类,而是属于动物。对,这种动物就叫海绵!


动物海绵

海绵是一类古老的动物,生物学上属于多孔动物门。顾名思义,它们身上有无数小孔,组成复杂的沟道系统,除此之外并无真正的组织和器官。海绵有球状、扇状、树枝状等形态,一般附着于海底岩石上,海水流经这些小孔,海绵就靠滤取其中的浮游生物和氧气为生。


海绵有多种形态 视频来源: YouTube

日常使用的天然海绵实际上是海绵的骨架部分。海绵种类繁多,大部分死后留下的是硬邦邦的碳酸钙骨架和二氧化硅骨刺,但是有两种海绵——普通马海绵和沐浴角骨海绵则不同,它们的骨架由蛋白纤维组成。

这些纤维在海绵死后依旧保留生前的孔状结构,不仅不会扎人,吸饱水后还特别柔软。人们正是利用了这一特性,把这两种海绵制成了清洁工具。


晾晒天然海绵 视 频来源: YouTube

据记载,地中海沿岸的居民最早使用海绵,在荷马史诗《伊利亚特》中就有记录:“他(火神赫菲斯托斯)用吸水的海绵擦净额头、双手。”古希腊的公共浴室中,也都备有海绵以供擦拭身体。爱干净的罗马人还建起了世界上最早的的公共厕所,而便后的清洁工具,用的也是绑在木棍上的海绵。

人造海绵

浑身是洞的塑料

天然海绵虽柔软亲和,但耐久度欠佳,只局限于清洁皮肤。另外它的产量也是一个问题,没法大范围使用。如今占领厨房的基本都是人造海绵,其中又数聚氨酯海绵最为常见。


海绵是厨房和浴室中的“常备工具”

聚氨酯海绵的发明其实源自一次失败的实验。上个世纪30年代,德国的拜耳博士从石油中提炼并合成了一种新塑料——聚氨酯。为了开发聚氨酯的潜力又进行了大量实验,在1941年的一次实验中,原本期望能产出类似尼龙的高强度材料,不料生成的聚氨酯却充满气泡,属于失败的“瑕疵”品。

不过人们发现,这些气泡的多孔结构和天然海绵十分相似,同样赋予了新材料柔软又能吸水的特性,而聚氨酯本身耐油又耐摩擦,于是人造海绵的时代开始了。

一般而言,形状怪异,孔隙大小不一的多为天然海绵,而裁切方正,孔隙均匀的则多为人工海绵。


海绵宝宝:我看自己就像一块人造海绵

现代聚氨酯海绵的制作工艺类似“发馒头”——加入二氧化碳等气体使原材料膨胀,并产生一个个微小的气泡。作为工业化的产物,聚氨酯海绵产量大,价格低,比天然海绵更为耐用,一上市便广受欢迎,从此广大内陆地区的人们也用上了海绵。裁切好的海绵再覆上一层百洁布,就成为厨房中的刷锅“神器”。


除了用作清洁,聚氨酯海绵还是十分理想的垫材,能加工成各种不同的形状。它们曾在早期的航空座椅和头盔中,用于防震缓冲,沙发和枕头里也都能见到它们的身影。久而久之,人造海绵逐渐替代了天然海绵。

记忆海绵

上过太空的新材料

到了20世纪70年代,人造海绵已被广泛应用于各个领域,但科学家发现聚氨酯材料还有巨大的潜力。1966年,为缓解宇航员在飞船升空时承受的巨大压力,美国航空航天局在原有聚氨酯海绵的基础上,开发出了聚醚型聚氨酯海绵——“记忆海绵”,也叫做“慢回弹海绵”,这算得上人工海绵的2.0版本。

与传统的人造海绵不同,记忆海绵受到按压并不会马上回弹,产生的形变会持续一段时间。因此它可以随时与人体保持更为紧密、均匀的贴合,将压迫感减至最轻,躺在上面有一种被包裹的感觉。


记忆海绵用力一按,就会在上面留下一个手印,一段时间后才恢复原状。

1980年,从飞船上下来的记忆海绵最先进入医疗领域,用来制作枕头和床垫,能使压力均匀分布,减轻病人的疼痛,提高睡眠质量。如今,随着产量和技术的提升,起初身价不菲的记忆海绵制品,已经成为商场里常见的大众消费品。当然,它们总被冠上“航天材料”的名头。

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来源:博物

编辑:Sheri

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