书城童书中华少儿科普知识读本:数理化
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第21章 漫游化学天地(8)

牛奶塑料如要制成塑料瓶、塑料玩具、塑料钮扣等制品,还需要在成型前加入色 彩鲜艳的颜料和一些辅助料。如加入固化剂能使塑料迅速变硬成型,常用的固化剂是 甲醛溶液;如加入氨水、烧碱等软化剂,能使蛋白质易于溶解。这样的干酪素可以加 工制得揩光浆,广泛应用于制草、包装等工业,还能制造光亮耐磨的纸牌等。

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液体的牛奶,怎么会制出固体的可塑性物质呢?

原来牛奶中有一种叫做干酪素的蛋白质。这种蛋白质和米醋中的醋酸会发生化学 反应,生成高分子化合物,这种高分子化合物就是塑料大家庭中的一员。这种塑料是 不怕火的。

85.第一座水晶宫

1851年,英国维多利亚女王决定在伦敦举行世界第一届工业博览会。女王的丈夫 亲自主持博览会的筹备工作,他要求展览大厅宽阔、通亮,建设速度快,容易拆除而 且材料还可以继续使用。为此,举行了全欧设计竞赛。欧洲各国的建筑师一共提出 233个方案,但都未被采用。后来,美国的一位园艺师提出用玻璃和铁柱来建造展览 大厅的全新设计方案:整个大厅用3300根铁柱和2300根铁梁组成网格形框架,框架内 全部镶上玻璃。这个别具一格的建筑物竣工后,立即轰动了世界,被称作是第一座巨 型水晶宫。

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玻璃这种透明的物质最早是由埃及人发明的,他们是用沙子(其实是二氧化硅含 量高的石英砂),经火熔化后制得的。我国古代劳动人民也会制造。但是进行大规模 的工业生产的还是欧洲人。清朝时,美国人赠送给慈禧太后的一些玻璃制品,在皇宫 内当作西洋珍品保存。光绪皇帝初主朝政时,内务府户部侍郎立山见皇上体弱多病, 异常怕冷,便在皇帝召见大臣的殿门上安装玻璃以避风寒。慈禧闻知后大怒,说有碍 ”祖宗体制“,下令拆除。在中国,由于封建保守势力根深蒂固,玻璃迟迟未能被广 泛地用作建筑材料。

86.出血不止探源

丹麦的一位名叫达姆的博士特制了一种饲料,结果发现用这种特制饲料喂养的小 鸡皮下和肌肉都有出血的现象,如果用针尖刺破,小鸡就会流血不止,随即死亡。

此后的许多年时间内,达姆进行了无数次试验,包括将一些已发现的维生素添加 进饲料,仍不能使患病的小鸡康复。直到1939年,通过深入农家调研,达姆才发现绿 色植物的叶子对防治小鸡的出血症有奇效。通过进一步的研究,达姆终于从紫苜蓿的 叶子中提取出了一种黄色液体,并将其命名为维生素K.

当然,出血症并非小鸡所独有。人体如果缺乏维生素K,同样也会患上这种可怕的 出血症。

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在我们人体内有一种凝血酶元,血小板遭破坏后,会放出凝血活素和钙离子,与 凝血酶元结合,生成活性的凝血酶,使血浆中可溶性的纤维蛋白元结块,这样流血才 会停止,而维生素K就是凝血酶元的主要成分。不过我们也不必过于担心,因为人的 肠道细菌能够合成维生素K,绿色植物中也含有丰富的维生素K,所以人体对维生素K的 需求量很少,较少出现维生素K缺乏症。

87.白鼠试验得到的启示

科学家们在用白鼠做实验时发现,如果只给老鼠吃高蛋白质的食物,它们就会失 去生育能力。

这是怎么回事?

1922年,英国营养学家伊万斯教授在进行了一系列试验后,发现只需用麦芽来喂 养失去生殖能力的白鼠,它们就能恢复生殖能力。后来伊万斯教授又从麦芽中提炼出 了这种能恢复白鼠生育功能的物质--维生素E.

维生素E在常温下是一种油状液体。它的性质稳定,不怕热和酸碱,但它极易氧 化,一碰到氧化物,就会失去化学活性。而正是这种易氧化的性质,使维生素E在生 物体内起着举足轻重的作用。

原来生物体的细胞一方面需要获得氧气来氧化糖类、脂肪和蛋白质,获得能量; 另一方面,也需要抗氧化剂来防止过量氧化剂的入侵。人体细胞核内的染色体很极易 被破坏,需要维生素E这种抗氧化剂来保护,因此生物体如果缺少维生素E,就会丧失 生育能力。

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维生素E主要存在于麦芽、大豆等植物中。特别是一些植物油(如玉米油、柿子 油)中的维生素E含量尤其丰富,牛奶、奶制品和蛋黄中也有维生素E.成人对维生素E 的需要量为每天15~25毫克,过量服用维生素E同样也会中毒。

88.为”爱情“而献身

人体血液中含有铁,是在上个世纪被发现的。据说曾有一位特别痴情的化学专业 学生,为表白爱意,决心用自己血液中的铁做一只戒指,奉献给心上人。于是他定期 抽血,然后从中提取铁,但由于血液中的铁微乎其微(一般不超过4克),最后戒指 还未做成,该学生就因贫血而离开了这个世界。

这是一个传说。不过对于人体,铁确实十分重要。人体一旦缺铁,血红蛋白的制 造就会发生故障,这时血液就会变白,人也会苍白无力。如果去医院检查,医生便会 说患了缺铁性贫血,并给病人服用硫酸亚铁等铁剂。

一个有趣的问题来了,人休内有充足的氧气,可体内的二价铁为什么不会因氧化 而”生锈“?

原来,人体内有一种天生的蛋白质”防锈剂“,它能与铁结合成”铁蛋白“,从而 保护铁元素,防止它”生锈“.

”铁蛋白“分子结构很特殊,它们能彼此串在一起形成空心的圆柱体,将铁牢牢 地包围起来,让铁原子在圆柱体内,从而避免它与氧气作用而”生锈“.而当机体需 要铁时,铁蛋白会将铁释放出来,供造血组织使用。

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如果一个人生产这种特殊蛋白质的功能出了毛病,那么铁就真的会”生锈“了。 比如有一种名叫古铜色贫血症的遗传病,就是因为发病者的基因出了差错,体内络合 铁的蛋白质”生产“出了故障,致使”废铁“沉积,皮肤出现古铜色;再如肝癌病人 的皮肤往往会发黑,也是因为他们体内络合铁的这种蛋白质出了毛病,导致铁代谢发 生故障,铁沉积在皮肤中引起的。

89.电子玩具的奥秘

在儿童电子玩具柜台上,一会儿一只小狗在”汪汪“叫,一会儿一只小猫又发出 ”喵喵“的声音,这是怎么回事呢?原来这都是压电陶瓷的功劳。

压电陶瓷的主要成分是铅、锆和钛的氧化物,它是由众多的细微晶粒组成的,每 颗晶粒只有几个微米,一粒黄豆大小的压敏陶瓷块就可包含上亿颗细微的晶粒。在制 作压电陶瓷时,人们给这种陶瓷施加高压电场,在高压电的作用下,陶瓷中数不尽的 小晶粒就在电场的作用下规则地排列起来,从而使陶瓷带上了压电性,成为压电陶瓷 .

玩具设计师们在小动物的肚子中装上了用压电陶瓷做成的蜂鸣器,当电极通电时 ,由于压电陶瓷的压电效应就会产生振动,发出人耳可以听到的声音。通过不同的电 子线路的控制,就可以产生不同频率的振动,从而发出不同的声音。小到电子表报时 发出的”嘟嘟“声,大到消防车、救护车的警报声,都是压电陶瓷发出的。

90.失去重力,身不由己

火柴要持续燃烧,火苗周围就必须有足够的氧气。在一般情况下,由于火在燃烧 时,会放出热量,这种热量把周围的空气也加热了,于是受热后的空气就产生热膨胀 变轻而开始上升,从而产生空气对流,不断从周围聚来的新鲜空气为火焰提供了充足 的氧气,使火持续燃烧。而如果在无重力的情况下点燃火柴,由于空气没有重力,因 而产生不了重量差,也就不会发生对流,所以火就不可能持续燃烧,火柴在点着后, 就立即会熄灭。

91.”圆珠笔“还是”原子笔“

我们常用的笔除了铅笔和钢笔外,还有圆珠笔,可也有人称”圆珠笔“为”原子 笔“,其实这其中还真有一段”姻缘“.

世界上第一支圆珠笔是在20世纪30年代的英国出现的,但由于宣传不得力,因此 未能像钢笔和铅笔那样得到推广。后来有位美国人看中了这种笔,认为它前途光明, 就把专利权从英国人那里买了过去。由于当时美国的原子弹在二战后期威震世界,为 此这位美国人受此启发,大做广告,将圆珠笔吹得天花乱坠,说什么这种笔中装的是 ”原子油墨“,名叫”原子笔“,一个人只要买一支这种笔,就能够用一辈子。人们受 此广告影响,纷纷抢购这种新奇的”原子笔“,结果这种笔的价钱一路上升,这位美 国人也因此发了大财。

其实所谓的”原子笔“、”原子油墨“都是骗人的。这种笔中装的只不过是用染 料和蓖麻油制成的普通油墨,但”原子笔“的名字却因此而得以流传下来了。

92.坏血病的克星

在17~18世纪,许多海员常会因为患上坏血病而丧生旅途,客死异乡,而柠檬和 桔子却能治好这种病。于是各国科学家们花费了大量的精力在柠檬中寻找治疗坏血病 的有效成分。功夫不负有心人,最后终于从柠檬汁中提取出了一种结晶物,他们称其 为维生素C.由于维生素C具有极强的抗坏血病的功效,因此被称为”抗坏血酸“,而它 的化学名称则为已糖羰酸。

维生素C以很高的浓度广泛存在于桔子、柠檬、菠菜、西红柿等植物中。植物和 大部分动物都有自己制造维生素C的能力,而人类和猴子、豚鼠等高等动物则没有这 种本领,因此必须从蔬菜、水果中摄取维生素C.

那么人体缺少维生素C为什么会患坏血病呢?

这是因为维生素C能促进体内胶原蛋白的合成,而胶原蛋白是把一个个细胞连接 在一起的重要物质,因此人体如果缺少维生素C,合成胶原蛋白就会受到影响,身体就 会出现溃疡,伤口不易愈合、牙龈出血以及血肿等坏血病症状。

93.抗生素神通广大

人会患病,植物和动物也会生病,除了为人类治病外,科学家们还拿抗生素用来 给动植物治病。

过去,人们主要用农药来为植物‘治病’.但是农药只能消灭植物外部的病菌,对 植物体内的病菌却无能为力了。抗生素就不同了,它喷洒在植物上,能被植物吸收到 体内,有效地抑制或杀死植物体内的病原菌,达到”以菌治菌“的目的。比如,将链 霉素、土霉素等的溶液喷洒苹果、梨等果树,能防治细菌褐色斑点病;用十万分之一 的链霉素溶液浸黄瓜、番茄等的种子,能保证黄瓜、番茄等一生不受叶锈病的侵害。

此外,除了治病外,人们还利用抗生素来保存食品,比如用高浓度的抗生素拌在 饲料中喂牛或喂猪,那么在宰杀后,它们的肉就不易腐烂;鸡被宰杀后,在稀薄的抗 生素溶液中浸一浸,可以保存近一个月;在运输鲜鱼的过程中,在水中加入少量金霉 素,可以减少活鱼的死亡率。

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抗生素对动物也有作用。它能促使家禽、家禽的生长、发育,在小猪或小鸡的饲 料里面掺入少量抗生素,能加快这些禽畜的生长。用青霉素治疗猪丹毒、黑腿病等有 显著的疗效,其他家畜类疾病,如肺炎、腐蹄病等,用其他药物治疗效果不好,而用 抗生素治疗则有很好的效果。

94.牛奶不欢迎红糖

牛奶并不怎么甜,因此有人喜欢在牛奶中加糖来增加甜味,可是你是否知道,在 牛奶中应该加白糖,而不宜加红糖。

牛奶之所以能形成溶液,是因为牛奶中的蛋白质分子都带有相同的电荷,它们互 相排斥而不结聚。同时,蛋白质分子上的氨基和羧基等基因又吸引着水分子,因而蛋 白质分子能被水分子团团围住,均匀地分布在水中,人们称这类溶液为乳浊液。白糖 经过精制,里面含有较少的杂质,因此加入到牛奶中后,不会对牛奶溶液有很大的影 响。而红糖则不然,当把红糖加入到牛奶中后,红糖中带有相反电荷的杂质会与蛋白 质分子所带的电荷发生中和,从而使不带电荷的蛋白质分子凝聚,红糖加得越多,这 一现象越明显。因此当我们往牛奶中加糖时,应注意加的是白糖还是红糖。

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”变酸的牛奶并不等于酸奶,它们是完全不同的。牛奶放久了变酸是因为腐败菌 污染造成的,这种’酸奶‘有很难闻的气味,还有凝块。从化学成分来看,鲜奶含有 丰富的蛋白质,而变酸后,这些蛋白质会被分解成硫化氢、硫醇、吲哚等物质,此外 还可能混入病菌,因此吃了这种’酸奶‘会中毒。

95.蛙腿中的学问