2010年2月15日星期一

科学松鼠会

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[Dr.YOU第53期]迎新春怀旧篇之童年的纸飞机

Mon, 15 Feb 2010 10:17:33 +0800

"不管是小虎队还是老虎队,都是我的哥呀我的哥。" Dr.Who泪流满面了,不仅在有生之年看到国足赢了韩国,还看到了小虎队的再一次同台演出。

本期我们也不妨来过一把怀旧瘾,就所谓的80后最大悬案征集答案:为什么很多人飞纸飞机之前要习惯性地哈口气,这对延长飞行时间到底有没有作用?

本期问题的来信截止期为2月28日,即正月十五晚12点。让我们期待新的Dr.You~~
新来的同学,请继续阅读什么是Dr.YOU。查阅往期内容及优胜者,请点击群博右边栏的Dr.YOU栏目。

==================== 什么是Dr. YOU ==========================

我们都曾梦想过成为万事通,就像机器猫的口袋,能应付朋友提出的所有问题;我们也曾时不时冒出古怪问题,它们中的绝大多数都未获解答,随着少年(或成年)梦想慢慢灭掉。

事实上,由于个体知识的局限,谁都不可能真正包治所有疑难杂症。然而,在互联网时代,当我们汇聚在一起,真有可能无所不能。在这个栏目里,松鼠想和读者们一起来打造一位真正的问不倒先生,姑且叫他Dr. YOU吧,你们中的任何一位,都有机会成为他!

别小看我们!这里绝不会出现"人一共有几颗牙齿"这样的简单知识型问题,不会有"怎么样动心脏手术"这样的专业问题,也不会出现"打呵欠会传染吗"这样被解答过无数次的"陈词滥调"型问题,你也不要以为求助google或wiki甚至百度百科就可以获胜。我们严阵以待,琢磨出最精怪最有趣的问题,来刁难Dr. YOU。

每两周,我们会在这里提一个问题,如果你觉得能够解答,就告诉我们吧,在这一刻,你就是所有人眼里最牛X的Dr. YOU。

规则说明:

1) 你可以在主贴下尽情讨论。但是,只有当答案超过500字(但不鼓励超过1000字),并在科学松鼠会的论坛"松鼠学堂"http://songshuhui.net/forum/forumdisplay.php?fid=15注册并贴上答案,或者将答案发送至 DrYou@songshuhui.net,你才可能成为真正的优胜者。如果你在"松鼠学堂"发布稿件,你还有机会成为科学松鼠会的亲友团,获得直接进入论坛"橡树大厅"版块的机会,也可以优先参加我们的各种活动

2)我们每两周的周一出题,下一周的周日晚十二点截止。优胜者将在投稿的读者中产生。你有两周的时间充分思考、寻找资料。我们将就每道问题评出一到两位优胜者,文章的科学性与文字性都将被考虑到。获奖者会被宣布成为本轮的Dr. YOU,我们还将为他送上一份神秘礼品!

松鼠小贴士: 我们无比鼓励看到一个问题的多角度解答,例如,回答"人为什么有两个鼻孔"时,您可以考虑动用建筑学知识……你也可以结合自己的生活经验来解答。所以,不要觉得某个问题与你的专业领域无关,或许你能给出出人意料的漂亮解答,让所有人都吃一惊!

3)答案将由Dr You编辑整理修饰,发表在科学松鼠会主页以及平面媒体上。该文字版权归科学松鼠会所有。

往期内容,请点击松鼠会主页右上栏的Dr.YOU项目查阅详情。

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[Dr.YOU第51期获奖答案]头发你翘什么翘!

Mon, 15 Feb 2010 05:57:16 +0800

题目链接在此:http://songshuhui.net/archives/32605.html

Lei Bai回答:

头发为什么会翘,要先从头发的成分说起。别看头发只是细细的一根,其实它从上到下、从里到外分了好几个层次,含有成千上万个细胞。头发在头皮以外的那部分,都是已死去的细胞。它们的主要成分就是头发角蛋白。角蛋白分子主要呈螺旋状,通过分子之间的化学作用连接在一起,形成了一条条紧密的链条,再彼此拧在一起。这就是头发之所以坚韧的原因。

角蛋白分子间的化学作用,主要有两种:第一种是蛋白质中两个半胱氨酸残基的硫原子之间搭起的"硫桥",大名叫"二硫键";第二种是由蛋白质或水分子中的氢原子牵线搭桥,在带电的氧、氮等原子之间形成的"氢键"。两者相比,"硫桥"的作用更牢固,不易破坏,但数量相对较少;"氢键"的作用较弱,但数量庞大。这两种作用相辅相成,形成了一个密� 于头发内部的三维网络,固定住头发的形状。

正是这个"氢键",导致了带着湿发睡觉,醒来后发梢翘起的现象。湿发含水,而水里面别的原子没有,能形成氢键的氢原子和氧原子倒有得是。可以说不安分的水分子插到角蛋白之间,打开了原有的氢键,形成了新的氢键,也就打散了头发纤维的原有结构,有助形成新的结构。这么睡了一觉醒来,头发虽然干了,却因为一夜受压变形,这个翘翘的新结构就被新的氢键网络维持住了。

不过也不用太着急,解铃还须系铃人,新的氢键照样可以被水打开,所以给你的头发喷点水,想梳平还是想吹松就都看你了。如果你很着急,不妨试试热水,因为热水中的水分子运动更快,更容易浸润头发,也更容易打开氢键网络。可如果你是个不修边幅的人,大可不必管那翘翘的头发,因为"硫桥"网络稳固� 强大的作用力最终会让你的头发回归原来的样子。只不过,需要的时间很长罢了。同理可知,把湿发编成麻花辫,干了拆开就变卷发,喷点发胶更强大。

如果不想每天都这么麻烦的话还是花点钱去烫个头,这是因为烫发改变的是比氢键更强的"硫桥"。烫发其实是这样一个过程:先用还原性的化学药品打开角蛋白之间的硫桥,把头发的形状固定住后,再用氧化剂形成新的硫桥,以维持新的形状。这个过程中发生的化学反应是永久性的,而且适用于直发变卷、卷发变直。至于亚非欧各人种存在直发、卷发的区别,是因为头发中各种不同的角蛋白分子的含量和分布不同。研究一种头发角蛋白的科学家发现,在直发中这种角蛋白是对称分布的,而在卷发中偏在头发的一侧,造成头发两侧受力不均,因而发生弯曲。显然烫发并不能改变头发本身的性 ��,新长出来的头发还会是原来的形状。不过知道点头发的物理化学,我们能更自信的说:我的头发我做主!

科学编辑:Lewind
文字编辑:拇姬

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以下是科学编辑的点评:

1. 关于化学作用:

氢键属于化学作用,准确的说,氢键也是化学键的一种,属于分子间化学键(又称弱化学键)。之所以这么说,是因为氢键的形成涉及了电子轨道的重新排布。反倒是二硫键作为共价键,属于分子内化学键,所以将之概括到"分子间作用力"下面不太妥当——虽然它的确是发生在两个蛋白质分子之间。严格来讲,被二硫键联系在一起的两个蛋白质分子在化学上来看已经是一个分子了。况且,在物理化学中,"分子间作用力"是一个术语,专指氢键和范德华力。

综上,原文说"分子和分子之间通过化学作用链接在一起"反而是最准确的,既涵盖了氢键,又涵盖了二硫键。

2. 氢键的概念:
首先,蛋白质中,氧主要组成羟基和羰基,呈负电性;而氮主要组成氨基,呈正电性。并非两者都呈负电性。
其次,氢键的构成种类相当复杂,很难简单概括,不如从字面上笼统解释。
另外,谈氢键时通常不谈论中间的氢,而是谈论两端的氮或氧,所以中间有一句"角蛋白中氢原子碰不到原来的氧原子朋友,就地找了新朋友"被删掉了。

3. 关于烫发这段:
我感觉这段写得很清楚,也很有必要。首先,这段解释了为什么睡翘的头发可以改回来,烫的头发却不行。其次,它介绍了天生卷发的原因。至此,才是对头发 "曲直"问题的完整回答。

4. 关于两种作用的关系:
我做了较大补充的两个地方都与两种作用的关系有关。哪种作用更强,哪种作用更弱?既然"硫桥"是永久性的作用,为什么它不能纠正氢键的"错误"?这些都是读者可能产生的疑问。一个周到的回答应该考虑到这些方面。

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