迷人的材料

• 发表：2024-06-07
• 分类：人文社科
• 围观：43

• 希夷子

  2017-07-11
  趣味性有余，知识性不足。
• 朱老板

  2018-07-24
  近期读过的科普读物中最带感情的一本，整本书就是一个好故事。
• 者

  2017-04-26
  这位作者眼中的世界多半比我眼中的有趣得多，有点嫉妒。此外，这个书的翻译校审还是有不少瑕疵，比如“白花花的新钞”、“超光速穿透物质”引起的切连科夫辐射、“跟足球差不多大”的卡里南钻石、“得州仪器公司”。

• 闻夕felicity

  2016-08-23
  一般说来，钢筋混凝土内的钢筋暴露在风雨中是会锈蚀的，但混凝土内的碱性成分会在钢筋外表形成一层氢氧化铁成为保护膜。不过，随着时间拉长，建筑磨损、剥蚀和长年热胀冷缩，会让混凝土出现小裂痕。这些裂痕会让水分渗入，而水分一旦结冻就会膨胀，导致裂痕加深。这种磨损和侵蚀是所有石造建筑的宿命，也是山的宿命，也就是风化侵蚀的原因，为了防止石材或混凝土结构受到损害，这种建筑物每50年就得养护一次。不过，混凝土还可能遇到一个更严重的威胁，就是大量的水渗入混凝土，开始侵蚀钢筋，导致铁锈在混凝土内部扩散，造成更多裂隙，破坏整个钢筋结构，盐水更容易造成这种伤害，因为它会破坏氢氧化铁形成的保护膜，让钢筋大量锈蚀，寒冷地区会以撒盐清除积雪和结冰，所以当地的混凝土桥梁和道路经常接触到盐，特别容易受到这种长期破坏，伦敦汉默斯密（Hammersmith）高架道路的混凝土最近也发现类似的锈蚀。全世界有半数建筑是混凝土结构，这使得养护成了大工程，而且越来越重要。更糟的是，许多混凝土建筑都位于我们根本不想经常造访的地方，例如连接瑞典和丹麦的松德海峡大桥或核电厂内部。遇到这种情形，混凝土最好能自养护和自愈合。这种混凝土现在有了，虽然还在起步阶段，但已经证实有效。自愈合混凝土来自科学家的发现他们研究生活在极端环境下的生物，结果发现了一种细菌，它们生活在火山活动形成的强碱湖泊底层。这些湖泊的酸碱值为9到11，这个碱度会灼伤人类皮肤，因此不难想见科学家之前一直认为这些硫黄湖里不会有生物。然而详细调查发现，生物的适应力远高于我们的想象，如嗜碱细菌便能生活在这类环境中。科学家发现，其中一种名为巴氏芽孢杆菌（Bpasteurii）的细菌会分泌方解石，而方解石正是混凝土的成分之一科学家还发现这种杆菌非常顽强，能在岩石里蛰伏数十年。自愈合混凝土就含有这种杆菌，并掺入杆菌会吃的某种淀粉。这些杆菌平常处于蛰伏状态，被含水...
• 闻夕felicity

  2016-08-23
  ……几乎几天就能盖好一层楼。工人能做到这一点，靠的是不断浇注混凝土。水泥车把混凝土运到工地，然后灌入建筑最顶端的板模里。楼层的大小和形状搭成，里面先架好钢筋作为水泥大楼的骨架。楼面浇注完成后，就卸除板模往上搬，预备浇注下一层楼面，如此不断重复，碎片大厦也越来越高，据我估算，成长速度为每天三米。最神奇的是，我觉得这个循环似乎能永远继续下去，只要把板模往上搬，，然后再浇注混凝土就成了，感觉就像小树新生的枝丫一样。不过，这个循环目前是有极限的。迪拜哈里法塔的高度几乎是碎片大厦的三倍，工程人员发现，要用机器把混凝土垂直打到工地顶端，是很棘手的问题。不过，这个方法还是非常天才的。这种机械化的建筑方法让混凝土成为极现代的建材，可以通过浇和浇灌，迅速盖起庞大的建筑。过去的巨型建筑都需要几十年才能盖完，例如欧洲的石造教堂或中国的万里长城：第一高楼碎片大厦的主结构只花了不到六个月就完成了。混凝土让人更敢想象与尝试，也使得土木工程师的梦想得以实现。美国胡佛水坝、法国米约高架桥和俗称“意大利面条路口”的英国格瑞夫里山立体交叉桥，都是钢筋混凝土的杰作。有一天，碎片大厦不再长高了，几天后外层板模也消失了，只剩下7？楼的混凝土尖塔兀自耸立，灰暗、粗糙，和新生儿·样布满皱纹。工程再度从底端开始，让伦敦最新的水泥尖塔默默迎风摇摆，仿佛无所事事地俯瞰底下的人类如蚂蚁般在它脚边走动。但它其实没闲着。混凝土里的含水硅酸钙原纤维正不断增长交错，键结钢筋与石块让尖塔变得更稳固。虽然混凝土遇水后24小时内就会变得够硬，但这人造岩石的内部构造还需要好几年的发展潜能才会完全发挥。在我下笔的此刻，碎片大厦里的混凝土主结构还在变硬变强，只是隐而不显。
• 闻夕felicity

  2016-08-23
  巴黎园艺家莫尼耶（Joseph Monier）喜欢自己制作花盆。1867年时，花盆都是陶瓦做的，非常脆弱易碎，而且造价昂贵，尤其不适合栽种在温室成长迅速的热带植物。混凝土似乎是更好的选择。它比陶土更容易制作大型花盆，又因为不需要放入窑中烧制，所以也便宜得多，但混凝土的韧度还是不够，因此莫尼耶制作的混凝土花盆还是跟陶瓦花盆一样容易龟裂。莫尼耶想到一个方法，就是在混凝土里放入钢圈。他不可能知道水泥和钢材的键结极强因为钢很可能就像放进醋里的油完全不跟混凝土混合。结果不然，混凝土里的硅酸钙原纤维不仅会吸附石头，也会吸附金属。混凝土基本上是拟石材以石头制成，外观、成分和性质也近似石头。但钢筋混凝土就不同了，它跟所有天然材料都不一样，混凝土得到钢筋的加强后，就算受到弯曲应力，也会由混凝土内的钢筋吸收，不会产生大裂缝。钢筋和混凝土合二为一，把原本用途有限的混凝土变成世界上用途最广的建材。还有一件事莫尼耶当时也不晓得，不过过却是强化混凝土的制胜关键，材料不是静态的，会因环境而变化，尤其受温度影响更大。大多数材料都会热胀冷缩，建筑、道路到桥梁，无不因日夜温差而胀缩，仿佛它们会呼吸一样。道路和桥梁的裂隙多半源自于此，如果设计计时不将此纳入考量，累积的压力可能会让结构崩塌。任何工程师在推测莫尼耶的尝试结果时都会认为水泥和钢差异太大，胀缩幅度非常不同，应该会导致结构解体，而且这样的花盆摆在冬冷夏热的花园里应该会碎裂。或许正是因为如此，才会没有工程师愿意尝试，反倒让园艺家来做了。不过说来巧合，钢和混凝土的膨胀系数几乎完全相同，也就是两者的胀缩率几乎相等。这是个小小的奇迹，而莫尼耶不是唯一的发现者。一位名叫威尔金森（WillimwilknSOn）的英国人，也凑巧发现了这个神奇组合。钢筋混凝土的时代从此到来。

• 《迷人的材料》是否适合非科学背景的读者？

  《迷人的材料》专为非科学背景的读者设计，语言通俗易懂，内容贴近生活。马克·米奥多尼克用茶杯、喷气发动机等常见物品举例，将复杂的材料科学转化为有趣的故事，让读者轻松理解。无论是否有科学基础，都能从中获得启发，感受材料世界的魅力。

• 《迷人的材料》中提到的材料是否影响环保？

  《迷人的材料》中探讨了材料对环保的影响，例如塑料污染、金属开采的环境代价等。作者提倡通过材料创新减少资源浪费，如开发可降解材料或提高材料利用率。书中强调材料科学在可持续发展中的关键作用，鼓励读者关注环保与材料的关系。

• 《迷人的材料》是否涉及材料的历史发展？

  是的，《迷人的材料》不仅关注材料的科学原理，还追溯了材料的历史发展。书中从古代人类使用石头、木材，到现代合成材料如塑料、不锈钢，展示了材料如何推动人类文明的进步。通过历史与现实的结合，读者能更全面地理解材料科学的重要性。

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