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“出汗材料”的发明

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:生物的发汗现象吸引了科学家的目光,经不懈研究发明了一种“出汗材料”。植物的“汗”通常在夏天的夜晚流出,有时在空气潮湿、没有阳光的白天也会出汗。从动物出汗降低体温、植物出汗排出多余水分的原理中,科学家得到启发,研制出一种新的出汗材料。用这种材料制作的航天器的表面,虽然不断“出汗”,却能保持外形和尺寸不变而且能减少航天器与大气的摩擦。

生物出汗,是生物维持身体健康的一种本能手段,而制造出汗材料则是人类的一大创造。

不论是动物,还是植物,体温一旦不能维持恒温(有的属于变温动物除外),都难于以健康状态生存下去。如果外面气温上升或因生病发烧体温上升,生物便会自然地将体内水分散发出体外散热,进行降体温运动,这就是发汗作用。生物的发汗现象吸引了科学家的目光,经不懈研究发明了一种“出汗材料”。想一想,出汗材料的奥秘在哪里?

袋鼠

生物散热的方式五花八门。在神通广大的动物王国中,大象的耳朵和长鼻增大了表面积散热,袋鼠通过舔自己的毛,让唾液蒸发带走热量,长颈鹿的长腿、长脖子也无意中解决了散热问题。狗是我们最熟悉的动物之一。狗正常的体温应该在37.8~39摄氏度,体温到达40.65摄氏度时内脏器官开始受损,体温达到41摄氏度以上时就属于高度危险了。在高热的环境或者是高湿闷热气候下,最快20分钟就有可能使狗的身体系统衰竭而死亡,所以高温是对狗健康的最大威胁。狗的汗腺全在舌头上,如果看到狗吐出舌头喘气,那就是它在用舌头散热,需要喝水降温或静下来停止活动。这就是狗为什么要在夏天吐舌头的原因。

植物也有自己的散热方式。在夏日的早晨,我们会在许多植物的叶子上发现流出的滴滴汗珠,亮晶晶的,这是植物的发汗作用。原来,植物白天在阳光下进行光合作用,叶面上的气孔张开着,既要进行气体交换,也要不断蒸发出水分,到了晚上气孔关闭,而根仍在吸水。这样,植物体内的水分就会过剩,过剩的水从衰老的、失去关闭本领的气孔冒出来,这种现象,植物学上就叫作“吐水”。除此之外,植物还有一种排水腺,叫它“汗腺”也可以。这里也是排放植物体内多余水分的渠道。植物的“汗”通常在夏天的夜晚流出,有时在空气潮湿、没有阳光的白天也会出汗。植物的吐水量因品种不同而有差异。据观测,芋头的一片幼叶,在适合的条件下一夜可排出150滴左右的水,一片老叶更能排出190滴左右的水,水稻小麦等的吐水量要大一些。简单地说,植物出汗是为了保持植物体内的水分平衡,是为了使植物能正常生长,像动物出汗保持身体体温正常的道理一样。

从动物出汗降低体温、植物出汗排出多余水分的原理中,科学家得到启发,研制出一种新的出汗材料。这种材料主要是由陶瓷制成的,在陶瓷里掺入一些金属。在温度很高的时候,陶瓷内的金属就会熔化而蒸发,能像出汗或排出多余的水分那样,保证材料本身不会被烧坏。用这种材料制作的航天器的表面,虽然不断“出汗”,却能保持外形和尺寸不变而且能减少航天器与大气的摩擦。

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