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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    所謂“佛系”發明,就是成功也行,失敗也行

                    2018-01-11 16:10:00

                      發明是為了滿足人們工作或生活的需要而進行的創造性活動,一般有著明確的目的,如果最后得到的發明成果沒能實現最初的目的,那么這個發明就失敗了。但換個角度思考一下,把“失敗”的發明用在合適的地方,失敗就能變為成功。

                      誤打誤撞的橡皮泥

                      橡皮泥是我們小時候愛不釋手的玩具,五顏六色的橡皮泥可以做成各種形狀和各種物品,為我們的童年帶來了很多的歡笑。

                      橡皮泥的發明可以追溯到20世紀40年代,當時正值第二次世界大戰,橡膠是裝甲戰車和飛機輪胎的主要材料,但天然橡膠的產量非常有限,處于供不應求的局面。為了解決這一矛盾,1940年,美國通用電氣公司的工程師詹姆斯·懷特及其同事開始了一項研究,希望發明一種可以替代橡膠的產品。

                      懷特等人選取了硅油作為主要實驗原料,向里面添加了硼酸,制造出一種合成物。但這種合成物雖然具有很好的可塑性,黏性也很大,然而,其他的性能卻根本無法與橡膠相比,懷特的發明失敗了。

                      為了收回該研究項目的前期投入,通用電氣公司對這一失敗的發明進行了改造,將它作為清潔劑推向了市場。出人意料的是,這種清潔劑由于具有極好的可塑性,小學生們紛紛購買它來制作圣誕節的裝飾物,使它成為暢銷產品。通用電氣公司趁熱打鐵,針對新的需求,去掉了該產品中的清潔劑成分,加入了顏料和好聞的香料,五顏六色、氣味各異的橡皮泥就這樣誕生了。

                      無物不粘的萬能膠

                      萬能膠是一種黏性很強的黏合劑,由于它可以粘貼橡膠、皮革、織物、紙板、木材、泡沫塑料、陶瓷、混凝土和金屬等,所以又稱為萬能膠。萬能膠是由美國發明家、“萬能膠之父”哈里·庫弗發明的。

                      1942年,庫弗在伊士曼柯達公司工作,他帶領一個研究小組研制一種透明塑料,該塑料將用于制造槍炮的瞄準器,使瞄準器的精度更高。在經過無數次實驗之后,他們最終得到了一種名為氰基丙烯酸酯的材料,但這種材料黏性太強了,無論碰到什么東西都會死死粘住,根本無法實現他們最初的實驗目的。庫弗的實驗失敗了,他惱火地將這種材料扔到了角落。

                      幾年后,當庫弗在負責飛機座艙蓋的一項新設計時,他重新找到了這個最初被認為是失敗品的材料,庫弗發現,這種材料擁有令人難以置信的黏性,是一種超強的膠水。于是,庫弗說服公司將這種膠水推向了市場,這款名為“伊斯曼910”的萬能膠水因為其廣泛的適用性,很快成為暢銷產品。

                      絕處逢生的氣泡膜

                      我相信很多人小時候都曾經捏過氣泡膜,當氣泡膜的泡泡在手指間破裂,會發出啪啪的聲響。

                      但是,你可能不知道,氣泡膜差一點就消失在歷史的長河中了。這要從20世紀50年代說起,美國發明家阿爾弗雷德·菲爾丁和瑞士人馬克·沙瓦納一起合作,想發明一種新型墻紙。為了讓墻紙呈現立體感,他們將一張聚乙烯吸塑出氣泡,用另一張聚乙烯覆蓋在上面鎖住空氣。就這樣,氣泡膜在1957年被發明出來。

                      之后,菲爾丁和沙瓦納成立了公司,開始生產這種新型墻紙。但是,這種墻紙并不受市場歡迎,公司也瀕臨倒閉。作為墻紙的氣泡膜無疑是失敗了,但天無絕人之路,20世紀60年代,IBM公司選中了氣泡膜作為運輸計算機的包裝材料。氣泡膜從墻紙轉型為包裝材料后,終于獲得新生,并盛行到今天。

                      小小便利貼:天生我材必有用

                      便利貼雖小,使用卻非常方便,我們可以在上面隨手記下想要做的事情,并貼在顯眼的地方提醒自己。1968年,3M公司斯潘塞·西爾弗博士所在的研究小組,被要求研制一種更強力的黏合劑。經過無數次實驗,西爾弗制造出一種黏合劑,但與最初的設想完全相反,新型黏合劑的黏性還不如普通的黏合劑。不過,這種新型黏合劑非常容易被剝離,剝離之后,還可以反復使用。

                      3M公司將這種新型黏合劑視為失敗的廢品,但是西爾弗堅持認為它還是有用的。幾年后的一天,3M公司有一位喜歡唱歌的工程師亞瑟·弗賴發現,自己歌詞本中的紙片書簽經常會滑落,害得他總是找不到歌詞。為了解決這個問題,弗賴想,是否可以將書簽粘在歌詞本上,撕下來時又不會損壞書頁呢?這時候,他想起了西爾弗的“失敗”發明。于是,弗賴向西爾弗要來了他的黏合劑,將它涂在書簽的背面,書簽問題就這樣解決了!后來,弗賴又將黏性書簽改造為便簽,小小的便利貼在幾年之內就成為辦公室里的必需品。

                      自粘膠帶:失敗的創可貼

                      1882年,德國的一名藥劑師保羅·拜爾斯道夫申請了一項新型醫用繃帶專利,并創辦了拜爾斯道夫公司。之后,拜爾斯道夫一直想發明一種類似創可貼的新型膠布繃帶,但是,經過數年的實驗,卻一直沒有成功。他制造出來的繃帶雖然黏性非常好,但是對皮膚有刺激性。

                      1890 年,同為藥劑師的奧斯卡·特羅普洛維茨接管了公司,并繼續對這種繃帶進行研究改進。不過,他制造出來的創可貼黏性更強,貼在身上撕下時竟然能將皮膚也扯下一塊兒??磥?,這種產品作為醫用創可貼是徹底失敗了。但是,作為企業家的特羅普洛維茨并沒有鉆牛角尖,他靈機一動,將這種新型創可貼用于修補自行車車胎。后來,他又對這種新型創可貼進行了研究開發,并在1896 年成功推出了第一款專業的自粘膠帶——德莎膠帶。到現在,這家有著100多年歷史的公司已經成為全球領先的膠帶制造商之一。

                      不銹鋼:是“金子”總歸會發光

                      不銹鋼由于具有較好的耐腐蝕性,不易生銹,在日常生活和工業生產中應用非常廣泛。不銹鋼的發明和使用,要追溯到第一次世界大戰時期。當時,英國士兵用的步槍槍膛極易磨損,嚴重影響了軍隊的作戰能力。于是英國政府就委托科學家亨利·布雷爾利,來發明一種不易磨損的合金鋼。

                      我們知道,合金鋼是在鋼鐵中加入不同含量的化學元素,從而獲得人們所需的各種性能。布雷爾利帶領助手,試驗了各種配方來進行冶煉,但一直沒能獲得成功。有一次,布雷爾利煉制了一種含12%鉻的合金鋼,但是,在進行實驗后,發現這種鋼的耐磨性不符合要求。實驗又一次失敗了,布雷爾利就把這個鋼塊扔到了露天的廢品堆中。

                      有一天,工作人員對廢棄的鋼塊進行清理,發現與其他變得銹跡斑斑的鋼塊不同,這個鋼塊閃閃發亮,沒有出現絲毫銹跡。不銹鋼就此被發現了。后來布雷爾利創辦了一家生產不銹鋼餐具的工廠,新穎的不銹鋼餐具深受人們歡迎,很快就風靡全世界。布雷爾利也被尊稱為“不銹鋼之父”。

                      “輪胎”做的口香糖

                      在墨西哥的叢林中生長著一種人心果樹,當地的阿茲臺克人喜歡將這種樹的樹膠放在口里咬嚼,就像有些地方的人喜歡嚼食檳榔一樣。19世紀30年代,墨西哥人桑塔·安納帶著一些人心果樹樹膠來到美國,和托馬斯·亞當斯一起研制可以替代橡膠的產品。但在經過無數次實驗之后,他們也沒能發明出合格的橡膠替代品。

                      在一次實驗失敗后,郁悶的亞當斯丟了一塊樣品到嘴里,咀嚼了兩下,結果意外地發現這個東西味道還不錯。后來,亞當斯索性放棄了有關橡膠替代品的實驗,開始研究可食用的樹膠產品。他將熱水加到樹膠中,進行攪拌,讓它變得黏稠,然后用力揉成一個個小圓球。

                      亞當斯將這些圓球送到藥店進行銷售,結果這種樹膠口香糖非常受歡迎。于是,亞當斯又購買了大量樹膠,租了廠房,創辦了工廠,開始大批量生產口香糖。誰又能想到,我們現在嚼的口香糖最初是準備用來做輪胎的呢!

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