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科学美国人60秒:头发的力量超乎想象

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这里是科学美国人——60秒科学系列,我是苏珊娜·巴德@_^q=1o&juTaYYf
所有哺乳动物都有毛发,猫咪或考拉身上的通常被称为“毛”0j-=vsJPSU8。个体毛发的粗细程度因物种而不同rUbaN|AI;Zvga6q(#。例如,大象毛发比成年人头发粗四倍=_Z[(aiy~]9*HAH
“通常,动物体型越大,其毛发往往越粗KbQ2TN~6#[aaY+QT&。”
加州大学圣地亚哥分校的材料科学家杨文(音译)说到KVF#0mUi0hTR]k。她感兴趣的是毛发这种生物结构如何在压力下保持完好HlCa2H+]R5PLVpy7)0。这种兴趣来自于设计出更优合成材料的渴望Sj(tC;KbOCvx.Q)0
杨的团队测试了包括人类在内的八种哺乳动物毛发的抗张强度w4J58fP@F5)veC5xq。他们让这些毛发承受越来越强的张力,直到纤维断裂)o,2+Awrz4gJVN。研究人员原本以为长颈鹿、大象和野猪身上的粗密毛发会更加结实lRTBnC|rssF%x+b%。但他们想错了A#%ukgVTk]i=F^gdFR
“有趣的是,我们发现毛发越细越结实;O@q;oauime2W,。”
事实上,在这项研究中,成人头发的强度位居前列7i3!_nTaif=zsA8@yVL。而最细的儿童头发则更加紧固S))38bh0*f=-y,Wqlw
杨的团队用扫描电子显微镜仔细观察了这些毛发ELx++*1WmWo2ve。所有毛发都由角蛋白构成ym3Pv)^r%jpGKL+26Ey。显微镜观察发现了角蛋白纤维的特殊断裂模式,而角蛋白纤维由保护性的外角质层和提供强度的内部皮层组成ym.bIVAK8OAF[Cbms|Nd
显微镜图像显示,较粗毛发的皮层在被折断时时容易断裂,留下干净平整的直茬_U~DN!J9gHHC。但较细毛发的内部皮层断裂茬口并不平整T2i0LpX3^OF|[*+。杨将这一过程比作一股强风吹倒大树20wV[[oSzw(;-qE。在这种情况下,树干往往以一定角度断裂rWW+3A=*5A%=oXyp。这种断裂是一种力量的标志,相比干脆的断裂,这种断裂需要消耗更多张力%1XUpvaWk8QLLj_o|&q
研究人员发现,这两种断裂之间的分界值大约是200微米,约比人类的头发粗2.5倍!eCh,xFW^^IQ^m
这项研究发表在《物质》期刊上aSB&_IDD0XwxU
杨现在正尝试在实验室里用三维打印来模拟毛发的复合结构Y8.+Kh_;XO#I。一旦这项技术完善到纳米级,这些人造纤维就可以用来制造各种坚固的材料,用于建筑甚至救援行动,比如制作几乎不会损坏的绳索zuz~F8is.~^
到那时,我们就要满足于一种知识,即不到1000根人类头发就可以支撑一个人的体重)J)nj92q9=[p*(4。想想美发店地板上留下的力量吧RMO8|5(Cb7%b&QO
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学fE.yM2ZU|Q1#E5lbQ。我是苏珊娜·巴德jN-867d)h.F&VUrV9+W

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译文为可可英语翻译,未经授权请勿转载!

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重点单词   查看全部解释    
evenly ['i:vənli]

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adv. 平衡地,平坦地,平等地

 
trunk [trʌŋk]

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n. 树干,躯干,干线, 象鼻,(汽车后部)行李箱

 
variety [və'raiəti]

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n. 多样,种类,杂耍

 
tension ['tenʃən]

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n. 紧张,拉力,张力,紧张状态,[电]电压

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assumed [ə'sju:md]

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adj. 假装的;假定的

 
fur [fə:]

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n. 毛皮,软毛,皮衣,毛皮制品
vt. 用毛

 
specific [spi'sifik]

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adj. 特殊的,明确的,具有特效的
n. 特

联想记忆
construction [kən'strʌkʃən]

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n. 建设,建造,结构,构造,建筑物

联想记忆
protein ['prəuti:n]

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n. 蛋白质

 
guardian ['gɑ:diən]

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n. 保护人,监护人

 

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