如果去掉你身边的各种材料,你就只能光溜溜

作为一名深钻专业院校规划的老师,对于我国的高校、以及每所高校的专业情况,我可以说是如数家珍,所以,很多人在咨询的时候都会问到这样一个问题:

张老师,你既然这么了解,那学什么专业以后有发展前途?

每每在网上讨论这个话题的时候,比起肯定的选项,大家会先给到一些否定性的答案,比如说什么“劝人学医天打雷劈,劝人学法千刀万剐”、还有什么“四大劝退专业”(生物,化工,环境,材料)…

这里,张老师要解释一下,不是说这些专业真的不好,反而是因为这些专业太好,导致对人才的要求比较高,需要考取更高的学历才能进入到更专业的领域中。

很多专业,是会一直引领科技发展、左右你生活的,比如材料,不管你现在是在什么地方,看文章的时候是在躺着还是在坐着、使用的手机还是平板,围绕着你的,都是材料,金属制成的机器、木材生成的纸张、钢筋混泥土打造的房子…

而今天,要向大家推荐的书籍,就是专门讲这些“材料”故事的,叫做《迷人的材料》,它的作者是牛津大学材料学博士、英国皇家工程学会会士、英国伦敦学院的教授马克·米奥多尼克,他曾入选《泰晤士报》「英国百大影响力科学家」。

每一位天才,都是从小开始就有不同的表现力,马克也不例外。

马克在上中学的时候,被家乡的小混混用剃须刀刀片抢劫过,并且被刀片划伤,却在警察局做笔录的时候,对钢产生了莫名的兴趣。他发现划伤他的剃须刀刀片是钢,警察局笔录本上的订书针也是钢,圆珠笔的笔尖是钢,钥匙圈也是钢,包括汽车的外壳的也是钢,回到家喝汤用的勺子还是钢。从那天起,他就对材料产生了浓厚的兴趣,将研究材料作为了自己一生的职业,并且,最终成为了世界顶级的材料学大师。

兴趣是最好的老师,这一点在每个同学身上都适用。

所以说再次提醒各位,不管是选择专业选择行业,一定要遵循自己内心的兴趣和想法,这样你才会对这个专业或者行业一直保持热情的心。

马克在这本书中给大家介绍了10种改变世界的材料,不仅揭露了各种物质背后的神奇结构,还告诉我们隐藏在其背后的精采发明故事。每一章介绍一种材料,比如钢,纸,混凝土,玻璃,塑料,陶瓷…还辅以照片和手绘图,极富可读性和趣味性。

全书是从引发马克兴趣的金属开始的——

在石器时代,人类对于金属实际上是倍加珍惜的,因为世界上除了铜和金是自然存在的以外,其他金属都必须从矿石中提炼,地壳上也有铁,不过很多来自天上的陨石。

家住美国波斯尼亚北部的拉伊奇家一年内至少五次被陨石击中,用他自己的话说:外星人似乎锁定了他们家。

当然了,我们的老祖宗也知道,不能指望天天都有陨石送金属过来。经过研究,他们发现有一种绿色的石头,只要放进热焰里再覆以火红的灰烬,就会变成发亮的金属。

这种石头就是孔雀石,发亮的金属就是铜。

人类文明就这样从石器时代,来到了青铜器时代,在中国,我们则用青铜器制作了酒器和祭祀用的鼎。在古埃及,法老为了修建木乃伊,命令工人将青铜做成了开采石材的工具,正是有了铜凿子,才能开采重达两吨的石材。但铜的硬度很低,古埃及的工匠没敲几下就要拿去重新磨锋利了再继续用。

包括金的硬度也是很低,比如我们现在制作的金饰,大多都是合金的。如果是纯金的话带不了多久就会刮坏。

我们知道,世界上的物质都是由原子构成的,金属之所以会变形是因为金属的原子发生了位错,而合金使得这种位错更难移动,晶体形状也就更难改变。钢就是典型的合金,它是加了炭的铁。炭在对铁进行加热的时候,碳原子嵌入到了铁原子当中,形成了更加坚固的钢。

问大家一个问题:世界上最坚韧的钢是什么钢?

不知道你有没有看过一个经典的暴力美学电影,叫做《杀死比尔》,里面女主角的武器是一把坚韧无比的日本武士刀。她拿着这把武士刀大杀四方,甚至可以将对方的武器直接砍断。

武士刀用的特殊钢材叫做玉钢,是由太平洋火山铁砂制成的,制作工艺非常复杂。工业革命使得钢材有巨大的进步,钢可以坚韧如武士刀,锋利如手术刀。甚至还研制除了不锈钢,不锈钢其实是掺杂了碳和金属铬,氧化铬在表面形成了透明保护膜,让舌头永远碰不到铁,唾液无法跟金属反应,才让我们的汤勺用起来没有金属味道。

除了金属以外,我们接触到最多的材料之一,就是纸了。

走进卫生间有卫生纸,打开快递的时候有包装纸,牛奶也装在上蜡的纸盒里,书本杂志都是纸,坐个火车有纸质的车票,超市里有各种纸的标签,打开钱包还会看到我们最喜欢的纸,就是钱...

大多数的纸张都来源于树木,树之所以能够昂扬挺立,靠的是纤维素。纤维素靠着有机粘合剂木质素相互接合,才形成大树这种坚硬的复合体。造纸的过程要把木质素去掉,剩下的是木浆,木浆是液态的,把它放在平坦的表面上晾干,就会得到纸张。

初步完成的纸张是棕色的,要使它变白,就需要使用化学漂白剂,还要加上其他涂料才会成为我们需求的各种纸。我们都知道纸放久了会变黄,这是因为有的纸里面还有一些少量的木质素,木质素遇到光的时候,会和空气中的氧发生化学反应,使之变黄。纸的老化还会生成数种容易挥发的有机分子,让古书和旧纸散发出味道,或许这就是我们所说的“书香气息”了。

在书中,还提到了这样一件事:

“中国人的材料技术发展领先了西方世界足足一千年。他们在纸、木材、陶瓷、和金属的发展上都是专家,却独独忽略了玻璃。......由于缺乏玻璃技术,东方就算工业发达,也未能发明望远镜和显微镜,这些物品都要等到西方传教士引入时,才得以接触。当时中国工艺技术遥遥领先,实在无法判断,是否因为少了这两项关键的光学仪器,才未能如17世纪的西方般更进一步发生科学革命。”

为什么玻璃是透明的?是什么让橡皮筋有弹性?为什么曲别针会弯曲?为什么不锈钢不生锈?水泥也能做成衣服?世界上最薄却最坚硬的东西是什么?为什么某一种材料做成的东西会长那样?材料如何塑造了我们的世界又对我们的生活产生了怎样的影响?

来,我们继续解读世界顶级材料学大师是如何以全新的方式,看待你身边的每一样东西的…




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