趣问万物

作者: Mirror

来源: 把科学带回家

发布日期: 2019-07-11

本文探讨了几个有趣的科学问题,包括水过敏、鱼类游泳方式、企鹅的耐寒机制、肥皂上的细菌、三明治形状的选择、薄荷的清凉感以及头发的承重能力。

有人对水过敏吗?这个问题看似荒谬,毕竟成人体内约60%都是水,但还真存在疑似对水过敏的罕见病——水源性荨麻疹。这种病症一般出现在青春期初期,多为女性,过敏部位可以从皮肤局部到全身。患者的皮肤在接触水后会开始起疹子,引发灼烧感和头痛。停止接触水源后,症状会在半小时到一小时内消失。你可能会怀疑,是不是水中的杂质引起过敏?但即使是将自来水换做蒸馏水或是生理盐水,症状还是会出现,并且也与水温无关。

鱼会倒着游吗?大多数鱼类都有这项隐藏技能,只是平常不太用得到。这项技能最娴熟的有鳗鱼和电鳗,例如欧洲鳗鱼和线翎电鳗,它们可以顺畅地倒着游。其中鳗鱼与蛇相似的灵活身型,使它们能调动全身以波形游动。其它大多数鱼类都是依靠摆动胸鳍来实现倒退,比如珊瑚礁中一些鱼儿会倒游进洞穴或缝隙中以躲避掠食者,这样就能及时观察到外界的动向。

但这种倒退只是小幅短距离的,长时间倒着游很可能会影响到鱼类的呼吸,因为它们需要水流以特定的方向流过鱼鳃来获取氧气。

企鹅的脚为什么不怕冷?在冰天雪地的南极,企鹅虽然“穿着厚厚的羽绒服”但双脚却是裸露在外,不禁让人好奇——它们的脚不冷吗?事实上,它们的脚的确很冷,只有1-3℃,但却不会因此影响行动。

从企鹅的足部结构看,它们的脚主要由肌腱、趾骨和一层厚厚的皮肤构成,而控制运动的肌肉主要还是位于腿的上部,覆盖于身体厚厚的脂肪和羽毛之下。而企鹅最大的秘诀就在于,它们的足部有一种特殊的血液循环方式——逆流热交换系统。向足部供血的动脉血管与返回心脏的静脉血管相互缠绕,使温暖的动脉血能够将热量及时传递给较冷的静脉血,这样就可以减少热量在冰冷足部的损失。

肥皂上会有细菌吗?很可能有。诶,别着急扔了呀。

其实肥皂的主要功能并不是杀菌(除了额外添加杀菌成分的情况),而是靠其中的表面活性剂发挥去污功效。很多污渍本身不易溶于水,尤其是吃完饭后残留的油脂。在用肥皂洗手时,构成表面活性剂的分子会“一手牵着”油脂,“另一只手牵着”水分子,然后随着水流一起将污渍带走。而在这个过程中,藏在污渍里的大多数细菌也会被一并冲走。

但肥皂表面仍可能残留一些细菌比如大肠杆菌,别忘了细菌可是有细胞壁保护的,有些甚至能在极端环境下安然无恙地生存,区区弱碱性肥皂它们自然也有能应对的。

三明治为什么总是切成三角形而不是长方形?既然都叫“三明治”了,怎么能是四角呢?这么想的你可别忘了“三明治”其实是英文“sandwich”的音译。不过的确,我们见到的三明治一般都是三角形的,这里面又有什么门道呢?

从数学角度分析,将9×12厘米的方形吐司面包对半切成两片长方形,每片会有总长21厘米的吐司皮和9厘米的内边缘。而如果沿对角切成三角形,虽然每片所带的吐司皮总长不变,但柔软内边缘却增加到了15厘米。这样一来,对于不爱吃吐司外缘硬皮的小伙伴们就有了更好的口感体验。

薄荷味的食物为何吃起来很凉?一颗薄荷糖入口,清凉的惬意感就开始弥漫开来。是薄荷成分像冰块一样给口腔降温了吗?

其实并不是,而是薄荷成分“欺骗”了你的大脑。在我们的口腔中分布着传递冷觉的神经细胞,它们的细胞膜上有一种负责感测低温的受体——TRPM8受体,这是一种由蛋白质构成的离子通道。正常情况下,这些通道都是关闭着的。当口腔温度降低时,它们就会被活化开启,阳离子便能流入神经细胞,最终将信号传递给大脑,让大脑感受到凉意。

而薄荷中含有的薄荷醇(menthol)虽然不能降低口腔温度,却可以与TRPM8受体结合,使神经细胞上传递冷觉的通道打开,给大脑制造“好凉”的错觉。

一根头发能承受多少重量?一般情况下,一根健康的头发能承受的重量约为100克,相当于两个鸡蛋。这么说你可能觉得没什么,但是把一个人的所有头发都算上(约10万根)就足以承受约5.6-8.4吨的重量,甚至可以达到两只大象的重量。

虽然没听说过用头发吊大象这么惊险的事件,但杂技团中还真有用头发将自己吊在空中的表演。童话里,长发公主用头发将骑士拉上塔楼的情节,理论上也是完全可操作的。那么头发为什么这么强韧呢?头发的结构别看一根头发的直径只有0.017-0.18毫米,其中的构造可是比一根麻花复杂多了。头发的表层是由角质鳞片构成的,它们就像鱼鳞那样相互重叠大约5-10层。

中间的皮质层由上百根纤维束构成各个层级,每根纤维束中又包含着许多相互缠绕的α-角蛋白。尽管健康的头发相当强韧,发量岌岌可危的旁友们就别对自己的头发下手了。

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