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1700545061 贝塞麦毫无办法。他其实也搞不清楚他的方法为何有时管用,有时无效。不过他还是继续尝试,并且在英国冶金家马希特(Robert Forester Mushet)的协助下努力改良他的方法。贝塞麦的原始步骤是移除碳到残留量正确为止,也就是剩下大约百分之一的碳。但这个做法很危险,因为每家炼钢厂购买的铁矿来源不同。因此,马希特建议先移除全部的碳,然后再把百分之一的碳掺回。这方法管用了,而且可以再现。
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1700545063 贝塞麦试着推销他的新方法,然而钢铁制造商这回完全不理他,以为这又是骗局一场。他们坚称不可能用铁水炼钢,宣称贝塞麦是大骗子。贝塞麦最后别无选择,只好自己开设炼钢厂。几年后,贝塞麦钢铁公司制造出的钢铁比竞争对手便宜许多,产量更是惊人,逼得对手只好向他购买使用权。从此贝塞麦富甲一方,机器时代也自此正式到来。
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1700545065 布莱恩会是贝塞麦第二吗?他会不会碰巧发现了一个可以运用磁场或电场重组刀锋晶体结构的方法,虽然他不知其所以然,但却非常管用呢?毕竟我们听过太多嘲笑先知,结果却自取其辱的故事。许多人都笑说,比空气重的机器怎么可能在天上飞,但我们现在都搭飞机到处跑。电视、手机和计算机的构想也都曾遭人奚落。
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1700545071 迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事 不再夜夜磨刀
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1700545073 20世纪之前,钢刃和手术刀都非常昂贵,必须手工制作,而且要用最高级的钢材,因为只有如此才能把刀磨得够锋利,轻松刮净胡子而不会勾到胡根。只要曾用过钝掉的剃须刀,一定知道即使只是微微勾到胡根,就会造成多大的痛楚。钢接触到空气和水会锈蚀,因此用水清洁刀锋会让锐利的尖端锈掉,使刀刃变钝。几千年来,刮胡子的仪式都是从“磨刀”开始,先拿着剃刀在皮革上来回磨动。你可能觉得皮革那么软,不可能把刀磨利。没错,真正把刀磨利的是沾在皮革上的细石粉。传统上是用名为“铁丹”的氧化铁矿物,但现在比较常用钻石粉。把钢制刀刃在皮革上来回磨动时,刀锋会和极硬的钻石粉接触,使得少量金属被磨掉,让刀锋重现锋利。
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1700545075 然而,1903年有一个人改变了这一切。他的名字叫吉列(King Camp Gillette),是美国商人。吉列决定采用贝塞麦法制造的廉价工业用钢来制作抛弃式刀刃,好让每个男人都能轻松刮胡子。他的想法是,只要剃须刀够便宜,钝了直接扔掉,就再也不必磨刀了。
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1700545077 1903年,吉列卖出了51把剃须刀和168枚刀片,隔年变为90,884把剃须刀和123,648枚刀片。到了1915年,他的公司已经在美国、加拿大、英格兰、法国和德国设厂,售出的刀片超过七千万枚。一旦男人不再需要到理发馆刮胡子,抛弃式刀片就成了家家浴室必备的物品,直到现在依然如此。
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1700545079 尽管目前有许多人发起各项运动,鼓吹食品制造回归根本,却从来没有人呼吁我们,重新用黄铜剪刀理发或用钝掉的刀片刮胡子。
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1700545085 迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事 误打误撞不锈钢
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1700545087 吉列的生意算盘打得很好,原因很多。最明显的一个就是,即使刀片没有因为刮胡子而变钝,也会由于生锈而很快失去锋利,让他永远有生意可做。但这个故事还有一个转折,其中包含了一个简单到极点的创新,非得靠意外才能发现。
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1700545089 1913年,欧洲列强忙着整军经武面对第一次世界大战,布雷尔利(Harry Brearley)受雇钻研合金,以便改良枪管。他在英国雪菲德郡一间冶金实验室工作,把不同的元素掺入钢里来模铸枪管,再用机械测试硬度。布雷尔利知道钢是碳和铁的合金,也晓得还有许多元素也能加进铁里,用来加强或减弱铁的性质,但没有人知道原因为何。于是他开始尝试,把铁熔解后加入各种成分,以观察效果。比方说他某一天用铝来试验,隔天就用镍,以此类推。
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1700545091 布雷尔利毫无进展。新铸的枪管如果不够硬,他就扔到角落。他的灵光乍现发生在一个月后。那天他经过实验室,发现那堆生锈的枪管里有东西在闪闪发亮。他没有置之不理,反而打消去酒吧的念头,找出那根没生锈的枪管,立刻明白了它的重要性。他手上拿的是世界上第一块不锈钢。
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1700545093 布雷尔利掺入的两种成分是碳和铬,因为比例刚好,意外创造出非常特别的晶体结构,让碳原子和铬原子同时嵌入铁晶体内。铬没有让铁变硬,所以他把掺铬的枪管扔了,但没想到铬产生的效用更有趣。钢接触到空气和水时,通常会在表面发生化学反应,形成氧化铁,也就是俗称铁锈的红色矿物质。铁锈剥落后,新的钢面又会受空气和水侵蚀,使得生锈成为钢铁的痼疾,因此铁桥和车子才要上漆防锈。但掺了铬就不同了。铬很像某些特别有礼貌的客人,氧气还没碰到主人铁原子,铬就抢着先跟它反应形成氧化铬。氧化铬是透明坚硬的矿物质,对铁的附着力极强。换句话说,它不会剥落,从外表又看不见,有如一道隐形的化学保护膜把钢铁完全包住。除此之外,我们现在还知道这层膜会自我修复,也就是即使不锈钢的表面磨到了,使保护膜遭到破坏,它也会自行复原。
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1700545095 布雷尔利开始制作全世界第一把不锈钢刀,但立刻遇到困难。含铬的钢不够坚硬,无法磨利,很快就被戏称为“什么都不能切的刀”。毕竟布雷尔利一开始舍弃了它,没拿它来做枪管,就是因为它不够硬。但含铬的钢虽然硬度不足,却让它因此具备别的长处,只不过这长处到很后来才有人发掘,那就是它可以扳成复杂的形状。这让它成为英国雕塑史上最具影响力的作品,几乎遍布所有家庭:那就是厨房的水槽。
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1700545097 不锈钢水槽既强韧又闪亮,而且似乎丢什么给它都无妨。在这个但求以迅速方便的方法来去除废弃物和脏污的年代,不管丢入的是油脂、漂白水还是强酸,不锈钢真的百毒不侵。它已经把陶瓷水槽赶出厨房,而只要我们点头,它也乐于取代浴室里的陶瓷马桶。只不过我们对这种新材质还不够信任,仍不敢把最私密的废弃物交给它。
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1700545099 不锈钢是现代世界的缩影。它的外表干净明亮,感觉坚不可摧却又非常亲民,才出现短短一百年,就已经成为我们最熟悉的金属。毕竟我们每天都会把它放到嘴里:布雷尔利最后用不锈钢做成餐具。氧化铬在铁的表面形成的透明保护膜,让舌头永远碰不到铁,唾液无法跟金属反应,使得汤匙尝起来没有味道,于是人类从此再也不会受到餐具味道的干扰。不锈钢经常出现在建筑和艺术里,原因是它光亮的表面似乎永不褪色。英国雕塑家安尼施•卡普尔(Anish Kapoor)在芝加哥千禧公园的作品“云门”就是绝佳的例子。不锈钢反映了我们对现代生活的感受:利落明快,并且能对抗肮脏、污秽与混乱。不锈钢反映出,我们如它一般强韧不屈。
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1700545101 冶金家为了解决不锈钢刀具的硬度问题,误打误撞解决了剃刀生锈的毛病,创造出有史以来最锋利的刀刃,进而改变了无数人的面容与肌肤。只是刮胡子成为在家也能做的事情后,街头混混也意外地多了一种新武器,就是便宜耐用的刀片,而且非常锋利,能够一口气划破皮革、羊毛、棉布和皮肤。关于这点我比谁都要清楚……
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1700545103 我一边想着这些,一边跟布莱恩谈论他新发明的不锈钢刀片磨刀法。既然坚硬强韧、尖锐锋利、无惧水和空气侵蚀的不锈钢,也是从几千年的尝试错误中创造出来的,那么某个没有科学背景的家伙,无意间发现磨利刀片的新方法也就似乎不无可能了。微观下的物质世界如此复杂和巨大,我们只探索了其中一小部分。
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1700545105 那天晚上离开酒吧时,布莱恩和我握手道别,说他会再跟我联络。在昏黄的钠光路灯下,他一拐一拐走在街上,忽然转身醉醺醺地大吼:“不锈钢大神万岁!”我想布莱恩指的是希腊神祇赫菲斯托斯。他掌管金属、火与火山,形象是工房里的铁匠。赫菲斯托斯身体残缺畸形,原因可能是砷中毒,因为当时的铁匠熔炼青铜时,会接触到大量的砷,所以常有这个毛病,而且除了跛脚还会罹患皮肤癌。我回头望着布莱恩摇摇晃晃地走在街上,想起他的拐杖和红脸,不禁怀疑他到底是谁。
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