1958年《新科学家》杂志创刊时,每位书评人还得到了一小块棕色的“橡皮泥”样品。

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当杂志《新科学家》始于1958年,每个评论者还得到了一小块棕色的“橡皮泥”样品。作为一种“化学广告”,橡皮泥非常有效。它既不是真正的固体,也不是真正的液体。你可以把它像腻子一样捏在手里;但如果你把它掉在地上,它就会弹起来。在短时间内,它像橡胶一样,但在较长时间内,它像液体一样流动。这种物质是多种成分的复杂混合物,但关键成分是聚二甲基硅氧烷。我还有一些棕色的油灰,已经有半个世纪的历史了。

橡皮泥是1943年由通用电气(General Electric)的一名工人詹姆斯•赖特(James Wright)发明的,当时他将硅油与硼酸混合,作为美国研究合成橡胶的一部分。事实证明,它在工业上是无用的,但稍加修改后,它成为了我们都知道和喜爱的流行玩具。就在今年愚人节,我得到了几克绿色的中国版。然而,我最初的橡皮泥似乎更有说服力地介于液体和固体之间。如果你用手指按一下,它会保留你的指纹,但在接下来的一个小时左右就会消失。即使是腻子微弱的表面张力也克服了强加的细节,它流畅地流动。相比之下,我的中国橡皮泥可以无限期地保留指纹。

那么橡皮泥是液体还是固体呢?对我们化学家来说,这种差异很重要。事实上,化学反应依赖于它。传统的化学反应是将每种试剂溶解在液体溶剂中,然后将溶液混合。试剂分子可以相互接触。理想情况下,反应的产物是固体。它从液体中析出;它可以用滤纸过滤掉,清洗和干燥。所以像橡皮泥这样的半途而废的材料引起了我们的兴趣和困扰。

橡皮泥提醒我们,液体和固体的区别仅仅是时间的不同。只要有足够的时间,所有的固体都会流动——这就是为什么地球是圆的。(相反,液体在很短的时间尺度上表现得很坚固——你可以把一块平坦的石头从平静的水面上跳下来证明这一点)。

作为实验室里的化学家,我们通常不会注意到随着时间的推移而慢慢产生的结构变化。像实业家一样,我们努力快速做事。相比之下,自然过程往往发生得非常缓慢。大理石,一种以雕塑和建筑闻名的石头,可能是碳酸钙,但我们不能制造它。在实验室里,我们将碳酸钙和磷酸钙快速制成弱细粉;生命以某种方式使碳酸盐足够坚硬,可以形成贝壳。骨骼是磷酸钙的一种形式,它的强度很大,可以形成动物的骨骼。

当然,缓慢并不是大自然唯一的妙招——生物化学和地球化学还有许多其他巧妙的微妙之处。但是,也许生命的缓慢过程,其结构在几个月或几年的恒温下生长,鼓励了一种不同于我们试图在实验室中建立的快速反应的化学反应?零重力化学,没有对流,一切都是通过扩散逐渐发生的,会给出非常奇怪的结构。像橡皮泥这样的膨胀溶剂可能会产生更奇怪的过程。慢慢来,橡皮泥说——所以为什么不试试用橡皮泥作为溶剂的慢速化学反应呢?

大卫。琼斯