于川
都說眼淚是女生的武器,但這里講的是科學(xué),科學(xué)不相信眼淚——哦,不對(duì),是科學(xué)界的眼淚讓你不敢相信。你能想到眼淚能發(fā)電嗎?最近就有一群科學(xué)家把這事?lián)v鼓出來了,是不是特別像童話故事里的瘋狂怪博士?
這群怪博士——哦,不,是這群科學(xué)家發(fā)現(xiàn):眼淚里有一種蛋白質(zhì)本來不帶電,擠一擠、壓一壓,就帶電了!這種蛋白質(zhì)叫作溶菌酶,在哺乳動(dòng)物的眼淚、乳汁、口水和鳥蛋的蛋清里都有它的身影存在。
某些材料擠一擠、壓一壓就能發(fā)電這個(gè)事也不是什么新鮮事,這叫作壓電效應(yīng)。它是一種機(jī)械能與電能互換的現(xiàn)象,已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了上百年,在我們身邊也應(yīng)用得很廣泛。比如街邊隨處可見的一次性塑料打火機(jī),有相當(dāng)一部分就是采用壓電陶瓷器件發(fā)電來打火的。按下打火機(jī)里的點(diǎn)火器后,壓力作用到壓電陶瓷器件上,點(diǎn)火器放電,同時(shí)氣閥打開,電火花點(diǎn)燃燃?xì)?,火苗就冒出來了。壓電材料還能把電能轉(zhuǎn)換回機(jī)械能,用特定頻率的微小電流可以引起切割工具非常精確的震動(dòng),這可以用于微創(chuàng)手術(shù)。壓電效應(yīng)還可用于制造高級(jí)傳感器、鐘表、微量天平等,它已在醫(yī)學(xué)、航天航空、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域大顯身手了。
能具有壓電效應(yīng)的材料不局限于無機(jī)世界,和生命能掛上關(guān)系的有機(jī)材料也有不少,比如骨頭、DNA分子以及各種各樣的蛋白質(zhì)。眼淚里面碰巧也有這么一種蛋白質(zhì),就是我們前面說到的溶菌酶。以前科學(xué)家們從來沒想到過它們,但它們是不可能永遠(yuǎn)躲過去的。這次就有科學(xué)家盯上了它們,忍不住試了試,結(jié)果溶菌酶果然存在壓電效應(yīng)!
這么一來,眼淚也能發(fā)電了!如果有一天,手機(jī)沒電了,我們只要拿出個(gè)袋子來哭一哭,然后揉一揉、搓一搓,就能給手機(jī)充電了,似乎也是件挺有意思的事。呃,這腦洞好像開得有點(diǎn)歪了。那我們說點(diǎn)正經(jīng)的應(yīng)用。溶菌酶晶體(對(duì),蛋白質(zhì)也能變成晶體)的壓電效應(yīng)和石英晶體類似,但它是一種生物材料,而且是無毒無害的,可以用在一些特殊的地方,比如給植入人體的醫(yī)療器械外面的抗菌涂層供電。
不過,生物壓電領(lǐng)域?qū)ξ覀儊碚f還是一個(gè)非常神秘的世界。這次的新發(fā)現(xiàn),只能說讓門縫又稍微開大了一點(diǎn)點(diǎn),離其大量成熟應(yīng)用還有很長的道路要走。
(李中一 摘自《今晚報(bào)》 圖/Sally)