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奇妙的材料:改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 塑料的强大之处
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塑料之所以拥有这种“颠覆性能力”,关键在于其本身没有明显的缺点,而且能变换出多种形态。塑料既轻巧又结实,并且实现了低成本量产。本身透明无色的塑料,还可以在不同染色剂的作用下呈现出各种颜色,而且可以塑造成多种形状。
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如果需要更加轻巧的材料,泡沫塑料以及人造橡胶之类内含空气的塑料,不仅轻巧,还具有优良的保温性能。如果需要更加结实的材料,首推聚碳酸酯这样的塑料,它的耐冲击性超过普通玻璃的250倍,可以耐受多种极端条件,因而广泛应用于信号塔、航空材料等领域。
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塑料最大的弱点是不耐高温。当然,要是不计成本的话也可以找到耐受一定温度的塑料。例如,聚酰化胺这种塑料既能耐受将近400℃的高温,也能耐受接近绝对零度的极低温,是航天领域中不可或缺的材料之一。
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F-22战斗机的座舱盖使用了聚碳酸酯
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如果提到耐腐蚀性,特氟龙(聚四氟乙烯)首屈一指。不论是浓硫酸还是强碱溶液,均不能将它腐蚀,是化学实验器具最理想的材料。在我们的生活中,由于特氟龙摩擦系数低而不容易出现粘锅现象,在各种不粘锅上都少不了它的身影。
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塑料的强大之处在于种类丰富,而且塑料是人工材料,可以根据需要设计性能,具有的特性变化多端。塑料具有的这些特性令木材、金属等天然材料望尘莫及。不过,塑料也存在无法克服的缺点:塑料长时间受日光直射后会出现劣化,所以无法满足长期户外使用的要求。但是,从某种意义上来说,这与现代消费型社会的特征极为吻合。
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奇妙的材料:改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 扼杀塑料于摇篮中的皇帝
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说到这里,到底是谁最先发现塑料的这些优点呢?也许这个人就是罗马帝国的第二位皇帝提庇略,他生于公元前42年,卒于公元37年。肯定有人会问,2 000年前就有了塑料吗?有这样一个故事和他有关:
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据说,有一个手艺人去拜见提庇略,并献上一个“玻璃杯”。等提庇略观赏完毕之后,手艺人说:“请把杯子还给我。”当他从提庇略手中接过杯子之后,突然用力将杯子砸在地上。正当大家都以为这个杯子会被摔成碎片的时候,令人惊奇的事情发生了,“玻璃杯”如同青铜器一样只是凹了一块。手艺人慢慢掏出一个小锤子在凹陷处敲了几下,杯子就恢复了原样。
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虽然在细节上有所不同,但是几位讲述者记录的内容大体相同,所以这件事应该不是空穴来风。当时著名的博物学家老普林尼(23—79)将这个神秘的杯子描述为“柔软的玻璃杯”,我们可以大胆推测那个手艺人极有可能用某种塑料制作了那个杯子。在那个化学尚未萌芽的时代,那位手艺人是如何制作出这个杯子的呢?遗憾的是,这已经成为一个永远不可能揭开的谜团。
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提庇略问手艺人:“除你之外,还有别人知道这个杯子的制作方法吗?”手艺人昂首挺胸地答道:“除我之外并无他人知道。”不料,提庇略当场下令:“将此人斩首!”当手艺人人头落地之时,“罗马塑料”的制作方法就永远失传了。
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提庇略
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据说,提庇略杀掉手艺人的理由是,当这种材料做成的物品四处流通之时,以黄金为代表的贵金属的价值会暴跌。作为罗马帝国创始者奥古斯都大帝的接班人,提庇略为维持罗马帝国的安定局面做出了不可磨灭的贡献。也许在他看来,历尽艰辛形成的社会价值体系很容易遭受新材料的冲击,这是无法容忍的危险要素。
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或许提庇略的做法有他的考虑,但是人类再次与这种能够任意改变形状、可塑性极强的美妙材料相遇需要等待近2 000年的漫长岁月了。这种新材料极有可能会给罗马帝国之后的欧洲文明大发展带来重大影响。随着发明者的生命被剥夺,“罗马塑料”最终成了历史的不解之谜。
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这种历史悲剧在今天依旧不断重演。大公司很难开发出革命性的创新产品,这种情况被广为诟病。究其原因,不外乎是成熟的老产品已经拥有了成熟的销售渠道,也和相关的企业构建稳定的合作关系,因此创新型产品会遭到来自各方的抵制,相信许多具有革命性的创新产品甚至来不及萌芽就被扼杀在摇篮里。笔者曾经负责过新药研发,也见证过类似的情况。
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对于具有革命性的创新产品来说,与研发阶段相比,可以说后续形成产品并推向市场的难度更大。如果没有像史蒂夫·乔布斯(1955—2011)这种离经叛道、天赋异禀的人,估计很难做到这一点。
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奇妙的材料:改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 塑料是巨型分子
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