百變大咖“毒液”

饅頭老妖

一聲讓所有人興奮到炸裂的“We are Venom！”，是漫威漫畫中人氣頗高的另類角色“毒液”所特有的出場宣言。在電影《毒液：致命守護者》中，由湯姆·哈迪飾演的亦正亦邪的主角“毒液”，因其獨特的液態(tài)生命形式，能根據(jù)意愿快速液化，塑造出不同的形狀。而在現(xiàn)實生活中，也有一些特殊的液態(tài)物質(zhì)，隨著科學(xué)的進步展現(xiàn)出了非常有意思的新特性。

Link

“毒液”起源

在漫威的設(shè)定中，“毒液”是一種來自外星、有自主意識的有機生命共生體，它以液體的形式存在，必須寄生在宿主身上才能生存。由共生體與宿主共同組成“毒液”。共生體本身非惡，取決于宿主的善惡情感。格魯特、小賤賤死侍、蜘蛛俠等都先后成為過宿主。

百煉鋼，還是繞指柔？

對大多數(shù)液體而言，只要溫度不變，它們的黏度（黏在容器表面的難易度）也不會變化。然而，有一類液體卻是特例：它們在受到外力，特別是剪切力的作用時，黏度會突然增大，甚至緊緊地黏在一起，變成類似固體的狀態(tài)。這類液體被稱為膨脹流體，多數(shù)是高分子物質(zhì)的溶液。利用這種現(xiàn)象，科研者們做了一些有趣的產(chǎn)品，比如液態(tài)裝甲（Liquid Armor）。

防彈衣可以保護我們免受子彈、彈片的傷害。然而，高韌性材料（如凱夫拉纖維）做成的防彈衣，對于速度快、質(zhì)地堅硬的子彈，抵抗能力較差，必須再加上堅硬的鋼板或陶瓷片才能有效防護。但這些硬質(zhì)的防護材料不僅厚重，還難以彎曲變形。保證了防護效果，就要犧牲行動的敏捷，增大被擊中的風(fēng)險。

利用膨脹流體或許是解決的方向。具體而言，是利用—種黏稠的液體——聚乙二醇溶液，混入納米尺度的硅晶體，將軟質(zhì)的防彈衣放入反復(fù)浸泡。防彈衣柔軟依舊，但當子彈或利刀打在表面時（施加一個剪切力），其中的膨脹液體就會在瞬間黏度激增，使防彈衣變成一塊堅固的硬殼，抵消住子彈的沖擊，降低傷害。這或許就是“毒液”在奔跑時，速度可超過一架直升機，甚至可以追上一枚飛行中的子彈的最科學(xué)的解釋了吧。

Link

做個實驗來感受一下膨脹流體吧！

把玉米淀粉和水，按1：1.2的重量比混合，得到一團黏糊糊的面團。這種面團很稀薄，用手輕輕抓起，它會從你的指縫間流淌下區(qū)。然而，當你攥緊拳頭、使勁捏它，它反而變得結(jié)實起來，硬邦邦的像塊石頭。

還能儲存太陽能

液態(tài)物質(zhì)的能力可不止軟硬兼?zhèn)?，它們還能充當儲存媒介，比如收集陽光。由于目前太陽能電池（又稱“光伏”）存在轉(zhuǎn)化率低、工作壽命短等諸多問題，一塊太陽能電池板從出廠到報廢所產(chǎn)生的電能加起來，搞不好還不夠制造它所花費的電能呢（苦笑）！于是，瑞典科學(xué)家提出了一個新穎的思路：用液體來儲存太陽能。

他們用泵把一種叫作“降冰片二烯”的液體輸送到薄薄的硅片夾層中。這樣，當陽光透過硅片照到這種液體上時，光子觸發(fā)了化學(xué)反應(yīng)，變成一種叫作“四環(huán)庾烷”的有機物，把能量儲存起來。隨后，這些四環(huán)庾烷的液體流入4"黑暗的容器里，再遇上由鉆化合物做的催化劑（還記得催化劑的定義吧？它能催化反應(yīng)，但自己并不會耗損），又重新變成降冰片二烯，同時釋放出大量的熱量。這些熱量被搜集起來加熱容器周圍的水，產(chǎn)生電能。而這些降冰片二烯又重新流到透明硅片里，接受陽光的“充能”。同時，透過硅片的陽光，也被下面的流水吸收熱量。兩種吸能方式加起來，對太陽能的利用率可超過80%，效果非常令人滿意。

Link

液體泳池蓋

是一種比水密度小的高分子液體。只要倒進泳池，它們就能漂浮在水面上，阻止水蒸氣蒸發(fā)、反射陽光、隔絕熱量。它不僅完全不影響游泳體驗，并且經(jīng)過毒理學(xué)評估，它對人類、寵物甚至魚類都很安全，對環(huán)境也很友好，一個月后就自動分解，不會對河流、土壤造成污染。

未來，液態(tài)的光與AI？

在所有神奇的液體中，最有意思的要數(shù)“液態(tài)的光”了。光線是由無數(shù)個光子集合起來的產(chǎn)物，在同種介質(zhì)中，永遠保持直線傳播。然而，2017年6月，意大利CNR納米技術(shù)研究中心的科研人員發(fā)現(xiàn)，使用強烈的紫外線照射一種納米尺度上的有機物涂層時，能夠得到一種“玻色一愛因斯坦凝聚態(tài)”（不知道是啥的，請去補2017年3月號的《未來幽靈，“凝聚”待命》）的物質(zhì)，再用激光照射這種物質(zhì)時，奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了：光子在這種物質(zhì)中流過，但速度陡然降到了“米/秒”的數(shù)量級（還記得真空中光速是多少嗎？），這個速度已經(jīng)非常接近流水的速度了。更奇怪的是，這其中的光子會出現(xiàn)“繞行”障礙物的現(xiàn)象，有點類似光的衍射，但對障礙物本身的尺寸范圍要求卻比衍射現(xiàn)象要寬得多。

此外，還有一類液體，平時正常流動，但有外加電場、磁場時，就會變得非常黏稠，甚至凝成固體，而撤掉電場、磁場后，它們又能迅速恢復(fù)液態(tài)。這類物質(zhì)被稱為“電場致相變材料”，通常是納米尺度的材料，目前也停留在實驗室階段。不過，它或許可以在將來應(yīng)用到航天、AI制造領(lǐng)域，比如一物多用的航天模具、形態(tài)多變的AI機器人。

盡管我們還不確定，這些“液態(tài)”物質(zhì)會給我們未來的生活帶來多大的影響，但這些發(fā)現(xiàn)本身，已經(jīng)讓我們對自然界的認識更進一步，或許，它們就是某個偉大發(fā)明的先聲呢？