山药

拔丝山药怎么能拔出又细又长的丝问问蜘蛛就

发布时间:2021/3/9 20:14:43   点击数:
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当你在野外看到晶莹纤细的蜘蛛丝时,是不是以为这些蛛丝盘旋在蜘蛛体内的纺绩器内时,就像煮熟后放置已久的面条一样坨在一起?那可就剪不断、理还乱了!那么,纺绩器是像线轴一样吗?蜘蛛丝绕在线轴上?那你又想错了!

其实,蜘蛛丝在纺绩器里时可不是丝状的固体,而是可溶于水的液体。当蜘蛛丝液通过纺绩器的喷管喷出时,立刻就会变成固体的蛛丝纤维,这一点蚕丝和蛛丝很相像。

不过和家蚕从口部下唇处吐丝不一样,蜘蛛的丝是要先粘到外部物体上再进行拉丝,有点像拔丝山药的丝:当你用筷子夹起一块拔丝山药时,本来软塌塌地黏附在山药表面的糖浆,在筷子的拉力作用下,迅速地抽出一根长长的糖丝。吃拔丝山药时,筷子动作越快,抽出的糖丝越细越长。而蜘蛛抽丝的速度越快,蛛丝的强度越大,也越结实。

过去人们认为,蛛丝在体外变成固体,是遇到空气后发生了凝固。而现在人们认为,这是一种机械作用,让蜘蛛丝液的分子像列队的士兵一样整齐排列所致。这个过程,物理学上叫做结晶。漂亮的六角形雪花,就是水分子列着队形,产生的结晶。

但分子那么小,我们肉眼看不见,怎么判断出来它们有无列队形呢?

这要依靠X射线衍射技术了。X射线波长很短,和物质内部原子核的大小差不多。凭借着娇小的身材,X射线可以轻易地穿透到物质的内部。而电灯、日光发出的可见光的波长就太长,实在没法子将庞大的身躯挤入到大多数的物质内部,所以,我们看到的大部分物质是不透明的,只有玻璃、透明塑料以及透明液体除外。

X射线和所有的光一样,都是固执地沿着直线行走的家伙,可是物质的内部,却没有一条笔直的阳关大道可走。于是,X射线一会儿撞上这个原子,被推了出来;一会儿又撞上那个原子,被弹了回去。最后当X射线跌跌撞撞地从物质里逃出来时,已是“披头散发”,与入射时那整齐的光束判若两人了。这个过程叫做X射线衍射。

不同的固体物质,有不同的内部结构,X射线逃出来后的光束也会被“修理”成不同的样子,打在感光胶片上,会出现不同的花纹,科学家就根据这些花纹的样式以及数量推断物质的内部结构。

那么科学家用X射线衍射发现了蛛丝的哪些秘密呢?他们发现,蜘蛛纺绩器内的液体蛛丝里没有结晶结构。当蛛丝液体通过纺绩器上的喷管时,靠近中心的流速要比贴近喷管壁的流速快。

但组成蛛丝的骨蛋白分子都是细长的分子,一旦一些分子的方向与蛛丝液体的流向垂直,那么这些细长的分子就会面对一个尴尬的问题:分子一头流速快,另一端流速却很缓慢。这可怎么办呢?这个分子可不愿意忍受被五马分尸的“车裂”酷刑,很快就会在蛛丝流的拉动下主动妥协,把自己的方向调成与流动方向相同,这样分子的所有部位都会以一个流速前进。

当所有的分子都对流速妥协后,它们就列队完毕出现了结晶,不仅蛛丝从液体变成了固体,甚至还有了一定的坚固度。

一个蜘蛛网上会有几种蛛丝,其物理化学性质都不相同。结网的蜘蛛,比如圆蛛选好理想的安家地点后,会先放出一根长丝。这根长丝随气流飘动,靠着运气黏附到对面的物体上。之后,形成一个水平丝桥,蜘蛛在这个丝桥上往返数次,让一股的抽丝变成多股得以加固。

之后,圆蛛在丝桥上再飘落一根长丝与丝桥垂直地挂到外部,让蛛网呈现为T型,接着如法炮制,让蛛网在四面八方放出经丝,形成放射状的框架,以上所用的丝都是没有黏性的框架丝。

然后圆蛛从蛛网的中心,开始一圈圈地编织螺旋丝。蛛网是不是趁手的捕食工具,全靠螺旋丝了。

试想一下,当一个大昆虫高速飞向蛛网时,可能会直接戳破蛛网顺利逃脱,这样,圆蛛可是赔了夫人又折兵。避免悲剧的一个办法就是当大昆虫飞过来时,用有弹性的蛛网顺着昆虫的飞行方向前进,让整个蛛网而不是某一点来承受昆虫巨大的冲击力,这样昆虫的飞行动量就会被会蛛网所营造的减速距离所缓冲掉。

圆蛛在螺旋丝的编织上可谓煞费苦心,它们甚至会像科学家一样先做预实验。它会从蛛网的中心向边缘先编织出临时的螺旋丝,做到心里有数。之后它会一边用足测量,一边拆除临时的螺旋丝,精确地编织出永久性的螺旋丝。为了防止触网的昆虫像玩蹦床一样通过弹跳逃离蛛网,这些螺旋丝采用的是集合腺专门分泌的黏性丝,这些黏性丝可以将猎物的身体黏住。

看到这里,你会想,蜘蛛真是优秀的物理学家,最差也是物理学霸。其实,蜘蛛还是循环经济专家,蛛网织好后,蛛丝要定期的更换,每次蜘蛛都是舍不得扔掉旧丝,将其吃掉,再抽出新丝。

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许秀华



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