500彩票网买不了东西 为什么在潮湿的天气里,发型更容易凌乱?|科学DIY

2020-01-09 13:40:09

[摘要] 本文由公众号 “把科学带回家” 提供给孩子最好的科学教育不知道你有没有注意到一个生活现象,那就是,在潮湿的天气里,呆毛更容易翘起来,不容易打理,天气潮很容易造成定型失败。而在干燥的天气,呆毛反而不容易卷起来。随着湿度增加,头发开始变得蓬乱。当然了,在潮湿的天气里,好不容易吹出来的发型容易原形毕露也是因为氢键断裂,发丝回到了自然卷曲的状态。因为潮湿的天气里,种子的播撒距离不会太远。

500彩票网买不了东西 为什么在潮湿的天气里,发型更容易凌乱?|科学DIY

500彩票网买不了东西,本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育

不知道你有没有注意到一个生活现象,那就是,在潮湿的天气里,呆毛更容易翘起来,不容易打理,天气潮很容易造成定型失败。

而在干燥的天气,呆毛反而不容易卷起来。另外一个现象是,洗完头以后,湿漉漉的头发实际上会变长一点。

随着湿度增加,头发开始变得蓬乱。

这些普遍的现象背后的原理其实是一样的,而且它曾经被用来制造一种非常有用的仪器,猜猜是什么。

关键概念

氢键,湿度

材料和操作

几根头发(最好是20厘米以上的)

吸管

尺子

硬纸板

图钉

操作很简单,做成下面这样就可以了:

或者反过来做成这样也可以:

以第一张图为例:

1 把图钉钉在硬纸板上(上图中黄色圆点的位置)。

2 把下面的图钉钉住一根吸管。

3 把头发绕在上面的图钉和下面的吸管上。

4 现在可以开始试验了。用吹风机把头发吹干,在吸管指向的地方写上“湿度低”几个字;

用水把头发润湿,在吸管指向的地方写上“湿度高”几个字。

所以你猜到了吗,我们做了一个头发湿度计出来。

原理

我们制造的,是一种头发湿度计。

实际上,在湿度高的时候,头发会变长;在湿度低的时候,头发会变短。

利用头发的这种特性,瑞士物理学家和地质学家奥拉斯-贝内迪克特·德索叙尔(horace bénédict de saussure)在1783年发明了制造了史上第一个毛发湿度计(hair tension dial hygrometer),也叫伸缩式湿度计,用来预报天气,没想到吧。

奥拉斯-贝内迪克特·德索叙尔(horace bénédict de saussure)

而且,这种头发湿度计因为性质可靠,制造方便,一直被用到20世纪60年代,直到后来被更加精细的电子湿度计取代。

为什么头发的长度会随着湿度变化?

实际上,头发的主要成分是角蛋白这种蛋白质,和指甲的成分一样。

角蛋白本身会像弹簧那样卷起来。

在头发里,角蛋白之间由2种力结合:1种是组成角蛋白的半胱氨酸(cystein)形成的比较强的交叉链接(cross-links),另一种是比较弱的氢键。

头发的角蛋白,角蛋白间的交叉链接(红色)以及氢键(黄色)示意图。

如果空气湿度变大,或者头发里进了水,氢键就很容易断裂,角蛋白“弹簧”就会被部分释放,头发就会自然拉伸。如果把头发弄干,那么角蛋白之间的氢键就会再次形成。

当空气湿度从0%增加到100%的时候,头发丝的长度就会增加2.5%。虽然头发丝增加的长度看起来不多,但是这种变化率非常规则,因此很适合用来指示环境湿度。

其实我们生活中就经常利用角蛋白氢键形成和断裂的原理——把头发弄湿,拗造型再吹干,就是让角蛋白氢键断裂再重塑的过程。

当然了,在潮湿的天气里,好不容易吹出来的发型容易原形毕露也是因为氢键断裂,发丝回到了自然卷曲的状态。

现在常用的的电子湿度计的原理,主要是测量空气的电容或电阻,因为空气的电容和电阻会随着空气湿度变化。

电子温湿度计

除了头发,你也可以用多种纤维替代。人们还曾用尼龙丝制造原理类似的尼龙丝型湿度计。

如果你是个可爱的短头发的小孩,家里也没有尼龙丝,那么你还可以用其他简单的天然材料来制作湿度计。比如,松果。

是的,松果和头发一样,也可以指示环境湿度。

1997年,英国雷丁大学(university of reading)大学仿生中心的学者发表在《自然》(nature)上的一项研究发现,在天气比较潮的情况下,长在树上的松果就会合起来;如果天气比较干燥,松果就会打开。利用这点,松树就可以传播自己的种子。

泡在水里,松果就合起来了。

为什么天气潮湿的时候,松树不想传播种子?

因为潮湿的天气里,种子的播撒距离不会太远。想想看下雨天种子会弹很远么?

当然了,即使松果已经从松树上掉了下来,它依然保持了这种随湿度张合的性质。

利用松果的这种性质,雷丁大学的工程学教授 george jeronimidis 设计了一种可以在室内湿度大的时候开窗,室内湿度低的时候关窗的类似于纤维素的材料。这样不用浪费电力,就可以自动调节室内湿度了。

一天中,松果随环境湿度张开闭合。

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