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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 [:1700544633]
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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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 2 值得信赖的纸 PAPER
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纸在我们日常生活中太普遍了，让人很容易忘记在人类历史上大多数的时候，纸都是稀有的奢侈品。我们早晨醒来睁眼就会看见墙上有纸，也许是海报或印刷品，甚至就是壁纸。我们走进卫生间执行晨间的例行公事，通常会用上几张卫生纸。这东西要是没了，可是会立刻变成大危机。我们走到厨房，纸以五颜六色的盒子出现在这里，不仅装着我们早餐吃的燕麦片，还充当响板，哼着快乐的早安曲。我们的果汁也装在上蜡的纸盒里，牛奶亦然。茶叶装在纸袋里，这样才能用热水冲浸，而且容易从热水中取出。过滤咖啡用的也是纸。
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早餐过后，我们或许会出门迎向世界，但此时很少不带着纸做的钞票、笔记、书本和杂志。就算没有带纸出门，我们也很快会拿到：纸做的车票、报纸、零食包装，还有买东西的发票。大多数人的工作都会用到大量的纸，虽然一直有人提倡无纸运动，可是从来没有形成风潮，而只要我们还信赖纸张，拿它来储藏信息，无纸环境就没有实现的一天。
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午餐会用到纸巾，少了它，个人卫生就会严重恶化。商店里到处都是纸标签，少了它，我们就不知道自己买了什么、价格多少。我们买的东西通常都会装在纸袋里，让我们轻松带回家。到家后，我们有时会用包装纸把买来的东西包好当成生日礼物，附上一张纸做的生日卡片，并用纸做的信封装好。在派对上拍了照，我们偶尔会用相纸冲印出来，创造可留存的回忆。上床前，我们会读读书、擤擤鼻子，最后再上一次厕所，跟卫生纸肌肤相亲互道晚安，然后沉入梦乡（搞不好会做噩梦，梦到世界上突然没有纸了）。所以，纸这东西我们现在习以为常，但它到底是什么？
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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 化身为笔记纸
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