奇妙的大自然-第24部分

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第一百二十六章　并非多余的废物——秸秆与夹心板（）　
小问号

　　　　秸秆对生活在农村的人，或者有农村生活经历的人，都是非常熟悉的，它散发出的那种特有的泥土气息让我们心醉神往，如诗如画。秸秆，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其他农作物在收获籽实后的剩余部分。随着科学技术的发展，秸秆的综合利用也日益受到人类的重视，创造了许多造福人类的财富。不仅如此，专家们还受到秸秆的启示，发明出夹心板、自行车的车架等。想一想，这些发明是怎么样诞生的？

　　　　世界上没有废物，只是摆错了地方，或者没有挖掘出它的潜力而已。秸秆正是这样。

　　　　在收获完的田里，秸秆静静地站立在那里，或者横七竖八地躺在大地的怀抱，成熟后沉甸甸的羞涩、喜悦已经渐渐远去，生命似乎只剩下这些光秃秃的沮丧了……其实不是这样，它的身体结构对人类的发明创造还是功不可没的。

　　　　秸杆主要成分是粗纤维，外壁是质地坚韧的木质素，它可以有效保护内部质地柔软的纤维组织，免遭微生物攻击，还起到固定根系、支撑枝叶或果实的作用。根据秸杆的结构和质地的特点，建筑专家发明了夹芯板。

　　　　那么，夹芯板是一种什么样的物质？有什么作用？夹芯板的面层常采用金属薄板，芯层则选用硬质泡沫材料，金属面层除承受荷载外，还可保护芯层，使其免受损伤；而芯层除保温隔热和隔音外，还可将两个面层连接成整体，共同随外荷载。夹芯板的面层以金属材料居多，但也可以采用钢筋混凝土作为面层，在一些轻钢结构住宅中，楼板或墙板为了减轻自重，也采用夹芯板，不过这种夹芯板以混凝土为外壳，芯材仍旧是泡沫材料。近年来，由于夹芯板具有良好的结构『性』能，在建筑围护结构中已经被广泛应用。

　　　　秸秆有各种各样，其中麦秆是空心的。科研人员发现，一根细长的小麦秆，能够支持比它重几倍的麦穗。专家们研究发现，麦秆的空心管从物理学来讲，一边受到挤压力，另一边受到拉伸力，而中心线附近长度基本不变，这就是说，离开中心线越远，受力越大，空心的秸秆强度几乎都集中在离中心线很远的边壁上。这样，它比一根同样重的实心树枝或棍子的强度要大得多。受此启发，自行车设计制造专家把麦秆的空心结构用来设计制造自行车的车架。因此，从德莱斯制成了世界上第一辆自行车以来，人们虽然不断地对自行车的样式、材料进行改良，但不管哪种自行车，车架都是用很薄的空心管子做成的，其奥妙就在这里。

　　　　秸秆，在人类收获完果实之后，它的使命虽然已经完成，但是生命的价值并没有终结，“活”着的意义还在人类的发明创造中得以延续呢！

　　　　【小档案】

　　　　农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料。特点是粗纤维含量高（30％…40％），并含有木质素等。木质素虽不能为猪、鸡所利用，但却能被反刍动物牛、羊等牲畜吸收和利用。我国农民对作物秸秆的利用有优久的历史，只是由于从前农业生产水平低、产量低，秸秆数量少，秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜，部分用于堆沤肥外，大部分都作燃料烧掉了，不仅是对自然资源极大破坏，也造成了生态环境的污染，遭到了各级『政府』的明令禁止。现在，农村烧煤、使用『液』化气等已经普及，伴随科学技术的进步，农业机械化水平的提高，使秸秆的利用由原来的堆沤肥转变为秸秆直接还田，有的地方还利用秸秆发电，秸秆的剩余价值也越来越大。

第一百二十七章　借你的高枝炫耀自己——凌霄花与微波收集器（）　
小问号

　　　　攀援本来是植物求生的一种手段。可是，在诗人的笔下它又是另一番意境了：“我如果爱你，绝不像攀援的凌霄花，借你的高枝炫耀自己……不仅爱你伟岸的身躯，也爱你坚持的位置，足下的土地。”舒婷的这首《致橡树》是一曲坚贞爱情的颂歌。凌霄花，在诗中的形象并不美丽，而是“借高枝炫耀自己”。可是，以科学的视角来看，凌霄花不仅是名贵的『药』材，而且对人类的发明创造产生过重要的启迪作用。想一想，凌霄花对人类的发明产生了什么样的影响？为什么会这样？

　　　　凌霄花生长在热带和亚热带，我国的广东、福建南部能找到它的踪迹。凌霄花还是连云港市的名花之一。这座偎依在黄海之滨的港口城市里，千年古凤凰城——南城镇，素享“凌霄之乡”美誉。凌霄花是多年生木质藤本，有硬骨凌霄和凌霄之分，而这两种港城都有，硬骨凌霄多一些，可见“凌霄之乡”名实相符。

　　　　凌霄不仅有观赏价值，而且具有『药』用价值。早在《神农本草经》中已正式收载凌霄，它的花、茎、叶、根等都可入『药』。凌霄花适应『性』非常强，不论土地是肥沃还是贫瘠，它都能够依靠枝丫间的气生根，顽强地在山石、墙面、竹篱或树干间攀援向上，从不气馁，从不退缩，在每年农历五月至秋末之际，让一簇簇橘红『色』的喇叭花开得大胆、热烈，迎风飘舞……其实，它根本不是炫耀自己，而是努力把美丽、温馨送给人间呀！

　　　　凌霄的花朵形似钟，又似喇叭，开口广大，尾部狭长，这个结构，可以更充分地吸收大自然的能量。科学家从中深受启发，模拟凌霄花的形状制成了微波收集器。那么，什么是微波呢？微波是一种波长从1毫米到1米、频率从300兆赫到30万兆赫的电磁波。它和无线电波、红外线、x『射』线等都是电磁波家族的成员。正是由于微波的波段跨度大，所以，高度灵敏的微波收集器就显得格式重要。受凌霄花启示发明的阔口窄尾的微波收集器，灵敏度异常高，可以尽可能搜索到目标微波，并把微波承载的能量、信息收集起来，根据实际需要，或存储下来当作绿『色』能源，或将其转换成数字信号用来收看视频节目，还可以为科学家提供科学研究的样本等。

　　　　凌霄花，像一张张小喇叭绽放在枝头，不仅无意间成了一道『迷』人的风景，而且为科学研究提供了奇思妙想，诞生了一项重要的新发明。

　　　　【小档案】

　　　　在现代科学技术高度发展的形势下，微波的应用领域，除了人们十分熟悉的雷达、通讯、导航等方面外，还涉及医『药』卫生、公路建设、航空航天、环境保护、能量传送，以及人们的生活等各个方面。微波加热是近几十年来发展的一门新技术。在我国，自60年代以来开展了微波加热技术的研究和应用工作，已取得了显著的效果，并为大规模推广微波加热技术打下了基础。在微波加热、干燥中，无废水、废气、废物产生，也无辐『射』遗留物存在。家用微波炉就是微波应用的一个典型例子。微波，已被扩展为一种新能源，在工农业上用作加热、干燥，在化学工业中催使化学反应，在科研中激发等离子体等。

第一百二十八章　惟有葵花向日倾——向日葵与自转房屋（）　
小问号

　　　　“更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾”的向日葵，不仅是俄罗斯的国花，也是著名画家梵·高的代表作。在画家笔下的向日葵，闪烁着熊熊的火焰，是那样艳丽、华美，同时又是和谐、优雅，充满了智慧和灵气，是一种带有原始冲动和热情的生命体。可是，生物学家眼中的向日葵是一种什么样的形象？作为建筑学家又是怎样看待向日葵的呢？从中有哪些科学启示？

　　　　向日葵让人注目的是它的向日『性』。据生物学家研究，向日葵从发芽到花盘盛开之前这一段时间，都是向日的。它的叶子和花盘在白天追随太阳从东转向西，像一位痴情少女，多情的目光总是盯着心上人。

　　　　那么，向日葵为什么会绕着太阳转呢？这是因为，在阳光的照『射』下，生长素在向日葵背光一面含量升高，刺激背光面细胞拉长，从而慢慢地向太阳转动；在太阳落山后，生长素重新分布，又使向日葵慢慢地转回起始位置，也就是东方。但是，花盘一旦盛开后，就不再向日转动，而是固定朝向东方了。

　　　　向日葵为什么最后要面向东方而不是其他方向或朝上呢？生物学家分析认为，这与向日葵的繁衍有一定关系，是为了保护它的花粉。原来，向日葵的花粉怕高温，如果温度高于30摄氏度，就会被灼伤，因此固定朝向东方，可以避免正午阳光的直『射』，减少辐『射』量。但是，花盘一大早就受阳光照『射』，却有助于烘干在夜晚时凝聚的『露』水，减少受霉菌侵袭的可能『性』，而且在寒冷的早晨，在阳光的照『射』下使向日葵的花盘成了温暖的小窝，能吸引昆虫在那里停留帮助传粉呢。

　　　　可见，向日葵的最大特点就是向阳而生，既可以获得更多的阳光，又能有效地保护花粉。德国的一位建筑师受向日葵的启发，建成了一幢能随太阳转动的房子。它重达180吨，建在一个水泥平台上，转向架的基座是位于地下室内、用6根柱子支撑的环形轨道。这座向日的房子，装有如同雷达一样的红外线跟踪器，只要天一亮，房屋上的马达就开始启动，使房屋迎着太阳缓慢转动，始终与太阳保持最佳角度，使阳光最大限度地照进屋内。夜间，房屋又在不知不觉中慢慢复位。它的房顶上安置了太阳能电池和聚光镜，并能把光能储存起来，保证房屋的日常供热和用电，以及阴雨天和夜晚使用。由于采用了“金字塔”式结构，房屋还获得了最大使用空间……

　　　　“惟有葵花向日倾”，诗人已经把向日葵的特『性』写得准确至极，称得上是“点睛之笔”，而建筑专家设计制造出能够向着太阳自转的房屋，更是匠心独具、“神来之笔”！

　　　　【小档案】

　　　　关于向日葵，在古希腊还曾有一个凄美的神话传说，令人动容。在遥远的古代，克吕提厄是一位海洋女神。她曾是太阳神赫利俄斯的情人，伤心的是，后来赫利俄斯又爱上波斯公主琉科托厄。妒火中烧的克吕提厄向波斯王俄耳卡摩斯告发了琉科托厄与赫利俄斯的关系。俄耳卡摩斯下令将不贞的女儿活埋。赫利俄斯知道这件事情后，不但不思悔改，反而更加气恼，彻底断绝了与克吕提厄的来往。痴情的克吕提厄旧情难忘，一连数天不吃不喝，凝望着赫利俄斯驾驶太阳车东升西落，日渐憔悴，最终化为一株向日葵。

第一百二十九章　宁可食无肉——竹子与超高建筑（）　
小问号

　　　　竹子，全世界共有竹种70多属，1000多种，而中国有竹种37属，占世界竹属的50％以上，竹种（含变种）500余种，约占世界竹种的42％。从竹类植物的起源地及分布情况来看，把我国称为“世界竹子之乡”并不是美誉之词；从种类、面积、蓄积、产量均居世界之首这个角度来审视竹子，我国戴上“竹子王国”这顶桂冠也名符其实；从悠久的栽培与利用历史——“华夏竹文化，上下五千年，衣食住行用，处处竹相随”来解读，我国确确实实是“竹子文明的国度”……过去，只要提起竹子，我们都会想起能吹奏优美乐曲的笛子，记录人间兴亡历史的竹书、竹笔，以及在水上漂泊的悠悠竹筏；现在，人们又把它与建筑学结为一体，因为世界上有许多超高层建筑是受到竹子的启发而设计出来的。想一想，这是为什么？

　　　　竹子，挺拔修长，亭亭玉立，婀娜多姿，四季青翠，凌霜傲雨，倍受我国人民喜爱，有“梅兰竹菊”四君子之一、“梅松竹”岁寒三友之一等美称。在我们的传统文化中，竹子象征着生命的弹力、长寿、幸福和精神，是冬季的三大吉祥植物之一（另外两种是松树和梅树）。它的笔直线条和中空的结构，本身就极具深刻的内分泌学内涵，在文人学者的心目中有着非同一般的象征意义。

　　　　关于竹子，从历史文化的视角看，它离我们是那么远又是那么近。如果以生物学家的眼光来看竹子，又是另一种景况：竹子的整体结构是一个由基部向上，逐渐递减的圆锥形空心结构，它柔中带刚；竹竿每隔几厘米至十几厘米，便有一个竹节，由节的横隔壁组成一个纵横关联的整体，这对中空细长的竹竿的刚度和稳定『性』，起着重要作用；带节的竹竿与不带节的竹竿相比，其抗劈开强度和横纹拉伸强度分别提高了128。3％和49。1％。这就是竹子的生理结构特点，与梅花、松柏等截然不同，也是它与生俱来抗摔打的奥秘所在！

　　　　建筑学家受竹子结构的启发，建造了一些高层建筑，这是一种仿竹状薄壁带节的结构，已经在一些现代化的城市被普遍使用。近年来，各国摩天大楼如雨后春笋，大多数采用圆筒结构形式。香港的中国银行大厦，它高315米，共70层，是最负盛名的建筑大师贝聿铭设计的，堪称仿竹建筑杰作。慕尼黑bmw公司25层办公楼，用四个结构圆筒作为整个建筑物的支撑并兼有竖向交通的功能，在建筑界也非常有名。美国的芝加哥第一联邦银行大楼60层，从外形可以看出高楼上均有竹节的水平结构层，这种水平的结节又往往和设置层结合起来，实现了功能与结构的和谐统一，成为仿竹建筑的精典之笔。

　　　　大诗人苏东坡说，“宁可食无肉，不可居无竹。”竹子，在古往今来的文化人心中是一道永不褪『色』的风景，在现代化城市里的仿竹超高建筑，不仅是简单地复制了竹子的结构，而是处处洋溢着竹子的高雅气质。

　　　　【小档案】

　　　　1984年夏季，我国四川卧龙自然保护区内的箭竹大量开花，开花后大片竹林枯死，造成珍稀动物大熊猫因缺食而死亡。那么，为什么竹子开花后会枯死呢？是不是一种『迷』信的“不祥之兆”？科学家认为，竹子生长到一定的年龄，必然会出现衰老，为繁衍后代，在生命结束之前开花、结果。植物的开花习『性』可分为两大类：一类是一次开花植物，如稻、麦、竹子等；另一类是多次开花植物，如苹果、梨等。因为开花结实要消耗掉大量的有机养料，而这些养料来自根、茎、叶，所以开花结实后，营养器官中贮存的养料大部分被消耗，不能再生活下去，就逐渐枯死。一次开花植物小麦和水稻是这样，竹子也不会例外。竹子开花，使竹鞭和竹竿贮藏的养分被消耗尽，才导致竹子死亡。只是竹子的种类不同，开花周期长短也不一样，有的竹子十几年、几十年，有的甚至长达百年才开花，如桂竹需要120年才开花。

第一百三十章　种出来的塑料产品——土豆与塑料购物袋（）　
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　　　　我们知道，塑料购物袋是日常生活中的易耗品，我国每年都要消耗大量的塑料购物袋。塑料购物袋在为消费者提供便利的同时，由于过量使用及回收处理不到位等原因，也造成了严重的能源资源浪费和环境污染。特别是超薄塑料购物袋容易破损，大多被随意丢弃，成为“白『色』污染”的主要来源。那么，能不能从田间“种”出塑料来？也就是说，有没有一种没有污染的植物材料制成的塑料购物袋？

　　　　塑料是现代化工业产品，是在化工厂里合成的。不论是聚乙烯、聚丙烯，还是其他的塑料的合成，都是一种高能耗过程。尽管塑料用途非常广泛，由于它在自然界中不易被分解，已经构成了令人厌恶的“白『色』污染”。

　　　　2007年4月，美国旧金山成为世界上第一个在超市和『药』店禁止使用塑料袋（化学合成塑料）的城市，也是第一个对此事立法的城市。法案规定，超市和『药』店等只能向顾客提供纸袋、布袋或以土豆、玉米副产品为原料生产的可生物分解塑料袋。旧金山市每年使用化工塑料袋超过了1。8亿只，如果全市禁用的话，预计每年可节省约170万升原油、减少约1400吨垃圾。在欧美发达国家，大多数超市早就不为消费者提供免费塑料袋。自2008年6月1日起，我国各地人民『政府』、部委等禁止生产、销售、使用超薄塑料购物袋，在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度，一律不得免费提供塑料购物袋。

　　　　那么，能不能生产出一种容易在自然界中分解的塑料产品，用它来做塑料购物袋，不就能够解决污染问题了吗？能，科学家已经找到了可以栽种的“塑料植物”，它就是土豆（玉米也可以）。

　　　　原来，科学家一直在努力寻找能合成生产塑料的植物原料。专家们发现，一些植物体内可以完成这样的合成。他们把控制塑料原料合成的基因，导入土豆体内，这种植物在生长过程中，就能够合成塑料原料。如果把土豆（这时已经长成塑料的原料）送到有关工厂，经过加工提取，就成了极佳的塑料原料，再用它去生产聚乙烯、聚丙烯，就十分方便了。

　　　　最早，美国密茨根大学生物学家提出了“种植”可分解塑料的设想，他们用土豆和玉米为原料，植入塑料的遗传基因，使它们能在人工控制下生长出不含有害成分的生物塑料。这种材料在废弃后，即使在『潮』湿的环境下也是稳定的，但在有微生物的情况下，能较快地分解为二氧化碳和水，自动毁掉，融解在大自然中，不会对环境造成危害。目前，美国、英国、德国、日本等国的20多家公司推出了这种生物自毁塑料，并用它制作了形形*的购物袋。

　　　　土豆，是一种高产植物，淀粉含量很高，经过科学的基因重组，变成了生产塑料的原料，经济高效，农民都会被“土豆塑料”的经济价值深深吸引住。随着科学技术的不断进步，这种“土豆塑料”一定会被大力推广，新型的可以融解的塑料购物袋，也一定会成为超市购物的一道风景。

　　　　【小档案】

　　　　在解决白『色』污染问题上，瑞士成功研制出一种化学自毁塑料。这种化学自毁塑料是在塑料制品上面喷洒1种特制配方溶『液』，使其与塑料发生化学反应，并使塑料逐渐溶解，成为可被水冲洗掉的无害物质，不再污染环境。法国也不甘落后，制造出光学自毁塑料。这种塑料含有一种化学物质，只要一曝光，它就会慢慢地分裂。在法国，这种光学自毁塑料常被铺在田地，以保持土壤热量，用来生产早熟作物，经过1至3年、它们就可以腐烂。但是它必须在阳光充足的地方使用，才能保证其按预计的速度腐烂。在美国，也有1/4的啤酒罐，是用一种光学自毁塑料制造的，但为了避免它们过早腐蚀，必须贮存在不受阳光直晒的地方。

第一百三十一章　咬定青山不放松——根与混凝土结构（）　
小问号

　　　　“咬定青山不放松，立根原在破岩中，千磨万击还坚劲，任尔东西南北风”，这是清代诗人郑板桥写下的传颂千古的名诗，是一曲对根的力量的伟大颂歌。生物学家都知道，根默默地植于泥土深处，不见天日，却无时无刻不在为生命所维系的茎、叶、花、果等输送着需要的营养物质。然而，在建筑学家的记忆里，是植物的根催生了“混凝土结构”这项伟大发明。想一想，这是为什么？植物的根与混凝土结构，有什么相似之处？

　　　　根，像许许多多小手紧紧地抓住了土壤，把植物牢牢地固定在大地上，大风刮不走，暴雨冲不垮。据生物学家研究，因生活需要，有的根扎得很深。在沙漠里生活的苜蓿，为了获得水分，把根扎到了12米深，有一根小灌木骆驼刺，根竟然深达15米，而非洲的巴恶巴蒲树的根须，一直钻到了30米深的地层里。有的根上长着许多细密的小须，像动物的触手一样，伸展面积特别大。在寒冷的西伯利亚，黑麦的根上竟然有1400万条小根须，占地约225平方米，而且这些小根上又长着150亿条根『毛』，根『毛』与土壤接触的总面积约400平方米。据测定，一般树木的根系所覆盖的总面积大约是地面上枝叶所覆盖的总面积5～15倍。

　　　　根，在我们肉眼无法看见的地方，悄悄地经营着一个神秘的世界呀！它的力量、韧『性』让人类肃然起敬。19世纪初，一个偶然的机会，根系的力量震惊了一位敏感的园艺专家：

　　　　1805年，法国的园艺大师约瑟夫·莫尼埃常常为园艺场中水泥制成的蓄水池和花坛经常被撞坏的事情而烦恼，却又想不出什么好的办法来解决这个问题。有一天，他推着装满花的小车无意间又撞坏了花坛，而且几盆花也被甩出车外，花盆摔得粉碎。约瑟夫又气又恼，连忙弯下身子去收拾残花。细心的约瑟夫发现，虽然把花坛、花盆等弄坏了，好在没有把花摔碎。特别是花的根部保存得非常完好，泥土被根紧紧地箍着，好像有一张奇特的网紧紧地包裹着那些泥土……

　　　　约瑟夫见状，激动万分，也茅塞顿开。他想，既然植物的根系能够使松软的泥土变得坚固，那么，如果在水泥里面掺上类似于根系的东西，水泥不是可以更坚固了吗？于是，他找