這還是你認(rèn)識的透明膠嗎？

石頭村

透明膠是家家戶戶常備的小物件，它的用處很廣泛，不過在影視劇中它的作用還是讓人意想不到。電影《摩天營救》講述了香港的一座高達(dá)240層的建筑發(fā)生火災(zāi)，安保人員威爾靠著一捆繩索和一卷膠帶，攀爬高樓拯救家人的故事，影片中膠帶可謂大出風(fēng)頭，不僅讓威爾完成了一次次反重力從下往上飛躍的壯舉，甚至受傷后傷處用膠帶一裹照樣拳打四面腳踢八方，簡直堪比靈丹妙藥。透明膠的這些作用我們?nèi)粘Ｉ钪锌啥枷氩坏?，不過別忙著驚呼“太神奇了”，膠帶還有更讓人意想不到的用處。

膠帶還可以這樣用

X光檢查是現(xiàn)在常見的一種醫(yī)學(xué)診斷手段，基本上每個(gè)住院病人都要進(jìn)行檢查，醫(yī)院里需要用大型的儀器產(chǎn)生X光，可是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，我們常用的透明膠帶，它也可以產(chǎn)生X光！

美國加州大學(xué)的研究者做了這樣的實(shí)驗(yàn)，他們在真空環(huán)境下用一部機(jī)器以每秒3厘米的速度拉開普通的透明膠帶，放置在膠帶周圍的儀器檢測到有大量X光脈沖在膠帶和卷軸之間釋放出來。當(dāng)研究員把手指貼近膠帶，這些X光還能在底片上給他拍出清晰的骨頭圖像，就像我們在醫(yī)院拍的X光片。

為什么拉開的膠帶可以產(chǎn)生X光？研究者認(rèn)為原理跟常見的X光機(jī)類似，是高速電子能量驟然釋放的結(jié)果。當(dāng)膠帶被拉開時(shí)，卷軸表面的電子迸發(fā)出來撞向膠帶的粘著面，當(dāng)撞擊發(fā)生時(shí)，電子速度驟然放緩，并釋放出了X光。不過這些電子數(shù)量比不上醫(yī)院所用儀器那么多，所以這種現(xiàn)象只能在真空環(huán)境中檢測到，我們?nèi)粘Ｊ褂脮r(shí)是沒有的。

但是這個(gè)發(fā)現(xiàn)仍然讓我們驚喜，如果有足夠多的膠帶，是不是就可以獲得更廉價(jià)的X光呢？現(xiàn)在常用的X光機(jī)需要大量的電力來提供高壓環(huán)境，但是膠帶提供的X光不需要電力，只需要人力操作，就像我們放風(fēng)箏時(shí)不斷放線一樣拉扯膠帶就行，而且膠帶也很廉價(jià)。

大家一定都玩過“抓娃娃機(jī)”，只要投幣就可以獲得一次操縱金屬爪子抓取娃娃的機(jī)會，但是你見過透明膠帶制成的“爪子”嗎？美國普渡大學(xué)的研究員就做了這樣一個(gè)“爪子”。

研究人員使用激光將膠帶切割至原本厚度的十分之一，長度為半厘米長，當(dāng)把這些膠帶放到水中時(shí)，四條膠帶組成的纖細(xì)的“膠帶手指”會變成一個(gè)微小的“爪子”，這個(gè)爪子可以捕捉水滴。為什么膠帶放到水里會收縮成爪？這是因?yàn)槟z帶光滑的一面有較強(qiáng)的吸水性，在吸取水分后會鼓起來，而有黏性的一面恰恰相反，它吸水后會收縮，這樣膠帶就張開成了一個(gè)可以抓水的爪子。

爪子抓水后怎么把它提起來？研究人員在“爪子”上涂上了磁鐵納米粒子，這樣就可以用磁鐵把水“提起來”，獲得它們抓到的“水娃娃”?！澳z帶爪子”操作時(shí)不需要提供任何能源，它一次可以抓取十分之一毫升的水，在對定量要求很嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室研究中，比如水樣分析，這是很有幫助的，也許我們可以在精密的實(shí)驗(yàn)器材中看到“膠帶爪子”的身影。

膠帶的粘性不僅可以抓取水珠，還可以做雕塑！我們常常看到雕塑作品，無論是比賽中栩栩如生的獲獎作品，還是街道上裝點(diǎn)市容的雕塑，這些作品通常是用塑料、金屬或木頭進(jìn)行雕刻的，但你知道嗎，美國還有一個(gè)膠帶雕塑比賽。

這個(gè)比賽叫做Scotch Off the Roll，意思可以翻譯為“膠帶快滾開”，因?yàn)檫@是旨在用快遞包裝上的廢棄膠帶做雕塑的一個(gè)比賽，宣傳環(huán)保的觀念。比賽從2011年開始舉辦，第一名可以獲得5000美元獎金。參賽作品都很用心，不僅有表現(xiàn)情景故事的人物雕像，還有埃菲爾鐵塔這樣的大型建筑。如果你家里也有很多廢棄膠帶，不妨自己也動手做一個(gè)雕塑工藝品吧。

諾貝爾獎也有膠帶的功勞

相信大家都有過用膠帶沾取衣服上的毛球和毛發(fā)的經(jīng)歷，這也是膠帶的一個(gè)妙用之一，不過你相信嗎，膠帶的這個(gè)用法還誕生過諾貝爾獎！2010年諾貝爾物理學(xué)獎頒發(fā)給了提取到石墨烯的英國科學(xué)家蓋姆和諾沃肖洛夫，在蓋姆的講述中，他能提取到石墨烯，離不開透明膠帶的幫助。

石墨烯是一種碳原子組成的納米材料，許多層石墨烯疊起來就是我們鉛筆中的主要成分石墨，鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就包含了幾層石墨烯。不過石墨烯的特性卻與石墨大不相同，石墨很柔軟，石墨烯的硬度卻比鉆石還要高，它還是目前已知的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能最好的材料，它制造的高速晶體管能使計(jì)算機(jī)更高效。

但是石墨烯卻不好獲得。蓋姆給他的學(xué)生提供了一種純度非常高、通常用于分析的石墨材料，并讓他用拋光機(jī)來制出盡可能薄的薄膜。可是成果并不理想，拋光機(jī)只能得到10微米厚的石墨片，而那相當(dāng)于1000層石墨烯的厚度。但是讓人沒想到的是，高級的儀器無法解決的問題，小小的透明膠卻做到了。蓋姆想到了一個(gè)“土法”，他將石墨薄片在透明膠帶上粘一下，這樣就會有石墨層被粘在膠帶上。接著再用空白的膠帶去粘有石墨層的膠帶，這樣，石墨層又變薄了。如此反復(fù)多次，直到膠帶上的石墨層只相當(dāng)于一個(gè)碳原子厚時(shí)，石墨層也就變成了石墨烯。直到現(xiàn)在，這個(gè)方法及其原理仍然是獲得石墨烯的重要途徑之一。

這個(gè)方法也給后來人帶來了啟示，比如黑磷的制備。黑磷是磷的一種同素異形體，是由單層的磷原子堆疊而成的二維晶體。它與石墨烯最大的不同是，黑磷是一種奇怪的半導(dǎo)體，一般情況下黑鱗導(dǎo)電能力很弱，但有足夠的能量時(shí)導(dǎo)電能力會突飛猛進(jìn)，這意味著，這種半導(dǎo)體可以在數(shù)字電路中存在開和關(guān)兩種狀態(tài)，可以用于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，黑磷也是未來制作光電器件（例如光電傳感器）的一個(gè)重要材料。復(fù)旦大學(xué)的張遠(yuǎn)波教授正是用了膠帶剝離法首次得到了黑磷晶體。

也許以后會有更加經(jīng)濟(jì)的方法得到單原子材料，但是膠帶在獲得石墨烯和黑磷的過程中所起的作用也將永遠(yuǎn)被我們記得。

膠帶生來就這么神奇嗎？

膠帶有這么多神奇的應(yīng)用，是制造者施展了什么魔力嗎？當(dāng)然沒有，事實(shí)上，膠帶的發(fā)明思路簡單到不可思議。

膠帶的發(fā)明者德魯在3M公司工作，他是一個(gè)砂紙研究員。有一天他給客戶汽車廠商送砂紙樣品時(shí)，聽到了工人抱怨給汽車上兩色漆時(shí)兩種顏色的邊界上色所遇到的問題，當(dāng)一種漆上好后，要上另一種顏色的漆的時(shí)候，要用厚重的砂紙去遮擋已漆好的部分，再上另一種顏色，但撤去砂紙時(shí)，粗糙的砂紙又會將已上好的漆磨掉。這個(gè)問題啟發(fā)了德魯，他想用砂紙遮擋是為了防止紙張移位，但是砂紙上的磨砂顆粒又會破壞油漆，如果把砂紙的磨砂料用粘合膠水取代，用這樣的膠紙貼在汽車上面遮擋已上好的油漆，不就又不怕移位也不怕掉漆了嗎？

但是他的首次嘗試并不那么理想，第一款膠帶粘性不強(qiáng)，油漆工人使用的時(shí)候總是會發(fā)生移位的現(xiàn)象，他們數(shù)次抱怨，要德魯“給膠帶多用點(diǎn)膠，別那么吝嗇”，據(jù)說膠帶在英文中的名字就有吝嗇的意思，正是來源于此。德魯沒有灰心，他試驗(yàn)了從植物油到天然樹膠等所有當(dāng)時(shí)可用作膠水的東西，最終選定了一款橡膠為原料合成的人造膠水，基質(zhì)紙也由砂紙改成了公司新發(fā)明的玻璃紙，最終制造出了我們現(xiàn)在常用的透明膠帶。自此，透明膠帶展現(xiàn)了它無與倫比的魅力，制造商3M公司宣稱每年賣出的產(chǎn)品足夠繞地球165圈。

你看，透明膠帶的發(fā)明是不是并不復(fù)雜？不過是把已經(jīng)生產(chǎn)出來的膠水與玻璃紙結(jié)合在一起，使本身無粘性的玻璃紙具有粘性，變成了一款可以貼補(bǔ)破損商品的“繃帶”。又比如火柴，它是把膏狀的硫和鉀等易燃物用樹膠黏在一根小木棒上制得的，回形針不過是把一小段金屬絲制成雙環(huán)的曲形，還有彈簧，當(dāng)它從一段直金屬絲被扭曲成螺旋環(huán)狀時(shí)，誰也想不到它會獲得這樣強(qiáng)大的彈性，現(xiàn)在幾乎所有的機(jī)械身上都有它的身影。

但是這樣的創(chuàng)意又是多么難得，在這些小東西被發(fā)明出來之前，誰也想不到它們會有這樣巨大的作用和生命力。靈感和創(chuàng)意的獲得是一瞬間的事情，這是可遇而不可求的。不過比獲得靈感更重要的是，如果你有幸獲得一閃即逝的靈感火花，即使你的創(chuàng)造遭遇挫折，也不要輕易放棄，堅(jiān)持自己的想法、不斷嘗試改進(jìn)才是獲得成功的最終法寶。