从壁虎到塑料 小生活引发大思考

      壁虎是生活中常见的生物。这种小动物飞檐走壁的的能力让人叹为观止，独特的脚掌结构让它们无论在任何角度任何材料上都能攀爬自如。

      当壁虎把它们的脚掌贴在墙壁表面时，脚趾上数百万个刚毛（微小的头发状结构）的原子与墙壁原子相互作用。产生化学键使电子重新排列，在脚掌与墙壁之间产生被称为“范德华力”的电吸力。

      受壁虎脚掌结构的启发，科学家正在开发一种新型胶带。通过在柔性聚合物上根植纳米管，粘合性比壁虎脚掌还要好上好多倍。科学家预计这种新技术在从微电子学到日常家居等多个领域中用途广泛。
2.甲虫与疏水性材料
      不同材料对水的反应各不相同。疏水材质表面因为没有吸引力而排斥水，另有一些亲水材料则更愿意同水亲密接触。一般的材料要么疏水要么亲水，但也有些材料同时具备疏水和亲水两种特性。
      NSF正在资助一项对纳米比亚甲虫的研究。这种甲虫的背部是亲水和疏水材料的完美有机结合。甲虫的背部壳上有很多隆起，各个隆起的顶端是亲水性的，这使它可吸住沙漠中珍贵的水份；隆起之间的斜坡和低谷则是疏水性的，这样甲虫只要倾斜身子就能让水流到嘴里。
      工程师正在制造防甲虫背的材料。这种超疏水性材料已经运用在防水鞋、衬衫和手机上。未来有可能应用到节能发电厂和自清洁窗户上。
3.气溶胶与污染
      在某些时候，地球表面有70%会被云层覆盖，这些云层能对地球产生冷却效果。云层还参与二次有机气溶胶的形成，这是大气中的挥发或半挥发性有机物在阳光下多次氧化而形成的污染物，是空气中悬浮颗粒的主要成分之一。NSF正在帮助研究人员开发新的化学模型，以更好地评估全球气溶胶污染，同时也有助于全球和各地的气候研究和空气保护。
4. 氮化硼与电子和光学材料
      晶体材料含有高度有序的原子、分子或离子、通常以几何形状排列。若你仔细观察盐晶和糖粒，它们都有相似的晶体结构。以其独特的物理特性和硬度著称的钻石（又称金刚石），就是另一种典型的晶体。

      氮化硼具有比钻石更坚硬的结构。它是目前已知硬度最高的晶体。它在高温下仍能保持稳定（不同于钻石），因此被运用在诸如钻头和其他产热工具的尖端。
      科学家正在利用氮化硼打造新型电子和光学材料。
5. 橙皮与塑料
      从饮料水瓶到游乐场设施再到个人护理产品——塑料已经占领了地球的各个角落。作为一种聚合物，塑料由重复单元组成的长分子链组成。造价低、用途广和优异的耐用性让塑料成为日常生活中最常见的材料。另一方面正因为其太耐用了，降解困难反而成了难题。
      塑料是利用石油等化石原料提炼后的副产品经过聚合作用形成的高分子聚合物，自然情况下需要数百年时间才能生物降解或分解。塑料污染已经成为现代社会的重要问题。
      美国明尼苏达州大学可持续聚合物中心正在研究环保塑料技术，新型塑料有望实现从生产到使用再到降解全程环保无污染。
橙皮也有妙用。康奈尔大学的研究团队尝试从橙皮油中提取柠檬烯碳基化合物来制造塑料。
      该化合物氧化形成氧化苎烯，能与二氧化碳结合产生新型塑料。该技术若能普及，不仅可以增加二氧化碳固化途径，也能减轻化石能源的压力。
6.水母与医学
      生物发光是指活体生物将体内化学能转化为可见光的能力。水母之所以会发光，就是其体内的酶引起光化合物的氧化，产生不稳定的激发态。当化合物衰变回到基态时，就产生了光。
      科学家成功从水母身上分离出绿色荧光蛋白（GFP）。通过移植到其他生物体中，GFP可以有多种应用，比如观察神经细胞的发育和癌细胞扩散情况。
      水母并非海洋中唯一会发光的生物。90%的深海海洋生物都拥有各种各样的发光技能。
      荧光蛋白存在于珊瑚的细胞中，薄薄的细胞层会吸收紫外线的能量，一方面形成自我保护，一方面也提供给体内共生藻进行光合作用。而多出来的能量，就会释放出美丽灿烂的荧光色。这也就是为什么，潮间带的珊瑚不会因为照射过多的阳光而受伤。珊瑚发光的原理也有科研价值。从肠腔动物提炼出来的荧光蛋白被广泛运用在医学和分子生物学的研究上。