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分类: 案头之山水 |
人类社会中我们把人分成“好人”“坏人”两种极端情况,尽管绝大多数人是介于好坏之间。还有一种人在好人面前像好人,坏人面前做坏人,我们叫他们“两面派”。在自然界,也有类似的情况。对于喜欢和水混在一起的分子,我们叫它“亲水分子”,比如普通玻璃表面上的那些;相反,对于与水分子不共戴天,喜欢和油混在一起的那些,称为“疏水分子”,比如,荷叶表面上的那一层。如果说静电的世界里,通行准则是“同性相斥,异性相吸”,那么在界面的世界里就是“物以类聚,人以群分”或者“党同伐异”。我有时想,好在古典文化崇拜者们的科学知识比较有限,不然要去鼓吹“我们的祖先早就发现了静电的规律和亲水疏水的原理,并且进行了高度的概括”了。
就象好人坏人是相对的一样,亲水疏水也是相对的。或者说,亲水疏水也有着程度的差别。当强行把亲水分子和疏水分子摁在一起,强扭的瓜不甜,乱点的鸳鸯要散,它们死活就是要分开。究其原因,前面已经说过了,界面张力过大,双方都想回到故乡和同胞聚在一起,结果就是拼命减小界面。
自然界中存在着一类物质,我们叫作“表面活性剂”,就是典型的两面派。它们有一个亲水的脑袋,一条疏水的尾巴。遇到亲水物质,就把头凑上去,说“你看,我们是亲戚”;遇到疏水物质,就把尾巴摆过去,说“看,我们长得挺象”。但是呢,自然界的物质明察秋毫,群众的眼睛贼亮贼亮。当这样的两面派在水中的时候,水分子们说“我们倒是可以接受你的脑袋,但是你那尾巴实在讨厌”;在油或者其它疏水物质里呢,群众们就说“把脑袋藏起来就以为我们不认识你了么?”于是,极度郁闷的表面活性剂们到处不招人待见,只好跑到界面上,把亲水的头向着水的这边,把疏水的尾巴伸到疏水的那边。这样,最外层的水分子接触的是两面派的亲水头,疏水那面的最外层接触的是两面派的疏水尾巴。虽然不是同胞,但是总算不用和不共戴天的仇人呆在一起了,那些分子也就不再拼命往里挤,所以界面张力大大降低。而作为两面派的表面活性剂,也不再受到双方的排挤,总算有个安身立命之所。大概也算得上皆大欢喜。
我们知道,无论多牛的人,也无法把干净的水吹出泡泡。但是如果水里有肥皂,或者各种泡泡浴的东西,就很容易吹出泡泡来。无论是肥皂,洗衣粉,还是泡泡浴,核心成分都是自然界的两面派----表面活性剂。干净的水表面张力高达70以上,使劲吹出个泡泡也马上破灭。如果有了表面活性剂,表面张力能够降到很低,5以下是很容易的,所以很容易吹出泡泡飘到空中。一个泡泡的水膜虽然很薄,但是也有内外两个表面,两个面上都各有一层两面派。最惨的就是两层两面派之间的那些水分子,在两面派当道的界面上,俨然是弱势群体,很难有生存空间。泡泡在空中飘,它们只能在重力的作用下往下流,最后泡泡的水层变得上面薄下面厚,形成了一个弯的三棱镜。阳光透过三棱镜会分成七种颜色,这就是没有颜色的肥皂水却能吹出五彩的泡的原因。
如果两面派太多,界面上挤不下,其它的就只好在水中苦苦挣扎。当它们在水中的浓度很低的时候,一个个就象孤魂野鬼,四处游荡。偶尔见到一两个同胞,想团结以来共同生存,也很快被水分子们无意的冲撞破坏。如果他们的浓度比较高,很容易找到它们的同胞,就组织起来,疏水的尾巴冲里,亲水的脑袋冲外,形成一个圆球。这样,一个两面派团体出现在群众面前的时候,完全是一幅亲水的形象,不那么招人待见,也就获得了生存的空间。如果有脏东西,比如餐具上的油污,或者衣服上的污渍,它们都是一些疏水的东西(所以用水洗不掉),两面派分子们就如获至宝,哭着喊着把疏水的尾巴插进去,比买打折商品还积极。无数两面派分子都把尾巴插进污渍,最后的结果也是形成一个亲水脑袋向外的球体,而污渍就被包在了里面,随着水的流走离开了餐具或者衣服。这就是表面活性剂去污的原理。
如果水中是食用的油,两面派也会把油滴包裹起来,就是通常所说的“乳液”。大家最熟悉最典型的乳液是牛奶,不过那里面的两面派不是表面活性剂,而是蛋白质。蛋白质的两面派性质,比起表面活性剂来,更加复杂也更加有趣,以后再写。