加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

蚕丝是“吐”出来的吗?

(2009-07-01 17:25:10)
标签:

杂谈

    “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”是这首无题中最有名的两句。后人常用来赞美忠贞不渝的爱情,歌颂心目中的英雄人物和人类灵魂工程师那种“鞠躬尽瘁,死而后已”的高尚精神。当您使用“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”时,可曾想到,在这名句之中,也蕴含着十分有趣的力学现象。蚕丝究竟是怎样是形成的,是“吐”出来的吗?

  我们来讨论蚕丝是怎样形成的。蚕卵孵化成蚁蚕后,在25~30天内经5个龄期,脱4次皮,发育成 5龄蚕。5龄蚕食桑6~8天后停止食桑,皮肤透明,成为熟蚕。这时蚕腹的丝腺内充满了由于化学反应形成的黏液体——蚕丝的原料,亦称为丝液。让我们仔细观察一下蚕出丝的动作。蚕把嘴里的丝液粘到某物体上(丝液中的丝胶起着“粘”的作用),然后蚕的头按照8字形左右摇摆,摇晃着把丝液拉成丝线,靠丝线表面上剩留的丝胶将丝线粘到茧的内侧,这样慢慢地作成了茧。

http://image.cpst.net.cn/upload/2006-11/28/164688899.jpg

  有人做了这样的实验,让一个粘着丝液的物体也随着蚕的脑袋一起摆动,那么从蚕嘴里就“吐”不出丝线来了。也就是说,如果蚕的脑袋不摆动,丝线就不会“吐出来”。而如果拿住线头抽拉,就可以连续不断地拉出丝线来;如果你用剪刀将丝剪断,蚕就难以再继续拉丝了,于是它的头就在空中摇晃着,想再找一个拴线的地方拉丝。这个实验说明,蚕丝不是“吐”出来的,而是“拉”出来的。

  养蚕的农家儿童常捉蚕来玩。捉一条又肥又大的即将作茧的蚕,捏住它的头尾,猛地一下左右拉开,这时头尾分离了,而从蚕腹中却拉出一条直径约1毫米、长约30厘米的透明结实的丝线。如果慢慢地拉就不行了,蚕体被拉断后,其体液滴滴嗒嗒地流出来,什么也得不到。为什么快拉就能成丝,慢拉就是液体流出来呢?现代科学研究表明,蚕丝是通过力的作用由丝液拉成的,这个现象叫做“牵引凝固”。

  丝液的主要成分是丝蛋白,丝蛋白的链状分子是线团状态。丝液是黏性液体,它的线团状分子呈圆球状,当你慢慢拉伸时,圆球分子之间只有滑动,没有其他变化,所以整个液体只是流动。当你快速拉伸时,各个分子还来不及流动就被抻开了。被拉开的丝蛋白链状分子有了新的排列,产生了变异,相互靠近的分子之间产生了很强的结合力。这种丝蛋白分子之间的“结合力”虽然比原子之间的作用力弱,但是长链的各链节之间却有很强的结合,所以形成了整体上很结实的蚕丝。

  蚕腹的丝液直接用手去拉,只能拉成像钓鱼线那样粗的丝线,但如果借助于蚕的嘴就能拉成纤细而漂亮的丝线,其直径可以细到0.002毫米,长度可达1200米左右。蚕的嘴是由“角质蛋白”形成的,嘴巴上有一个“调节口”,当丝液经过它时,可对流量进行适当的调节。

  由上所述,我们可以得出如下结论:蚕腹中的胶状丝液,形成结实而又漂亮的蚕丝的主要条件是拉力。蚕丝不是从蚕嘴里“吐”出来的,而是通过嘴巴的流量调节用力拉出来的。这就纠正了根据头脑中的“常识”而提出的、没有可靠的实验根据的桑蚕“吐”丝的传统看法。其实李商隐的诗并没有说蚕丝是怎么出来的,“吐”丝只是后来一些人的不恰当解释而已。

  在现代化学纤维工业中,人们正在模仿蚕所做的工作,用“拉伸”的办法制造尼龙和涤纶等合成纤维。只是在开始做成丝状时,先要对液体施加很大的压力,使从一个小孔中挤压出来,再去拉伸。如何又快又好地拉出丝来,正是流变学中“拉丝流动”所研究的内容。实际上,我们现在还比不上蚕,还不能像蚕那样只靠拉牵就能制出漂亮而结实的丝线来。蚕这个小生物身上还有许多问题有待我们去研究和探索。

  除了桑蚕(平常所讲的蚕就是指它)之外,柞蚕、蓖麻蚕、木薯蚕、樟蚕、柳蚕和天蚕等也都不是吐丝,而是拉丝的。


 



0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有