董淑亮,中國科普作家協(xié)會會員、江蘇省首席科技傳播專家、江蘇省十大科技傳播人物。出版《童話里的科學》《神奇的動物》《發(fā)明改變世界》《長翅膀的“偵察兵”》《四季科學童話》等科普專著100部,曾獲冰心兒童圖書獎、共青團中央“五個一”工程獎、江蘇省優(yōu)秀科普作品獎等。
秸稈,通常指小麥、水稻、玉米、大豆、棉花、甘蔗和其他農(nóng)作物在收獲籽實后的剩余部分。它總是散發(fā)出那種特有的泥土氣息,勾勒起游子們的一段鄉(xiāng)愁。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,秸稈的綜合利用也日益受到人類的重視,創(chuàng)造了許多造福人類的財富。不僅如此,專家們還受秸稈的啟示,發(fā)明出了夾芯板、自行車的車架等。
秸稈沒有鮮艷的花朵,沒有香甜的果實,對農(nóng)作物來說,是不是多余的“廢物”?不是。農(nóng)作物的秸稈里藏著許多鮮為人知的秘密。
農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸稈中。秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機質(zhì)等,是一種具有多種用途的可再生生物資源。秸稈也是一種粗飼料,特點是粗纖維含量高(30%~40%),并含有木質(zhì)素等。木質(zhì)素雖不能被豬、雞所利用,但卻能被反芻動物牛、羊等牲畜吸收和利用。
我國農(nóng)民對作物秸稈的利用有悠久的歷史。只是秸稈除少量用于墊圈、喂養(yǎng)牲畜,以及用于漚肥以外,大部分都被就地焚燒掉了。這不僅是對自然資源的極大浪費,也造成了生態(tài)環(huán)境的污染?,F(xiàn)在,農(nóng)村燒煤、使用液化氣等已經(jīng)普及,伴隨科學技術(shù)的進步,農(nóng)業(yè)機械化水平的提高,秸稈的利用也由原來的堆漚肥為主轉(zhuǎn)變?yōu)榻斩捴苯舆€田,有的地方還利用秸稈發(fā)電,秸稈的剩余價值越來越大。
在收獲完的田里,秸稈靜靜地站立在那里,或者橫七豎八地躺在大地的懷抱里,成熟后沉甸甸的羞澀、喜悅已經(jīng)漸漸遠去,生命似乎只剩下這些光禿禿的廢棄物了……其實不是這樣,秸桿的身體結(jié)構(gòu)對人類的發(fā)明創(chuàng)造還是功不可沒的。
秸桿的主要成分是粗纖維,外壁是質(zhì)地堅韌的木質(zhì)素。它可以有效保護內(nèi)部質(zhì)地柔軟的纖維組織免遭微生物攻擊,還起到固定根系、支撐枝葉或果實的作用。根據(jù)秸桿的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地的特點,建筑專家發(fā)明了夾芯板。
那么,夾芯板是一種什么樣的物質(zhì)?有什么作用呢?夾芯板的面層常采用金屬薄板,芯層則選用硬質(zhì)泡沫材料。金屬面層除承受荷載外,還可保護芯層,使其免受損傷;而芯層除保溫隔熱和隔音外,還可將兩個面層連接成整體,共同隨外荷載。這恰似植物秸稈的結(jié)構(gòu)。
夾芯板的面層以金屬材料居多,但也可以采用鋼筋混凝土作為面層。在一些輕鋼結(jié)構(gòu)住宅中,樓板或墻板為了減輕自重,也采用夾芯板。不過這種夾芯板以混凝土為外殼,芯材仍舊是泡沫材料。近年來,由于夾芯板具有良好的結(jié)構(gòu)性能,在建筑圍護結(jié)構(gòu)中已經(jīng)被廣泛應用。
秸稈有各種各樣,其中麥稈是空心的??蒲腥藛T發(fā)現(xiàn),一根細長的小麥稈能夠支持比它重幾倍的麥穗。經(jīng)研究,麥稈的空心管從物理學來講,一邊受到擠壓力,另一邊受到拉伸力,而中心線附近長度基本不變。這就是說,離中心線越遠,受力越大??招牡慕斩拸姸葞缀醵技性陔x中心線很遠的邊壁上。這樣,它比一根同樣重的實心樹枝或棍子的強度要大得多。
受此啟發(fā),自行車設計制造專家把麥稈的空心結(jié)構(gòu)用于設計制造自行車的車架。從德萊斯制成世界上第一輛自行車以來,人們雖然不斷地對自行車的樣式、材料進行改良,但不管哪種自行車,車架都是用很薄的空心管子做成的,其奧妙就在這里。
秸稈,在人類收獲完果實之后,它的使命雖然已經(jīng)完成,但是生命的價值并沒有終結(jié),還在人類的發(fā)明創(chuàng)造中得以延續(xù)!
閱讀(科學探秘)2023年11期