做人与处世

好玩的科学怪咖

作者:张珠容 来源:做人与处世 202019期 时间:2020-11-19

一只淋湿的狗摇摆甩水多少次,才可以把自己弄干?蜜蜂的毛多还是松鼠的毛多?一匹赛马排尿需要多少时间……当你看到这样的问题,是一笑而过还是会认真思索一番?实际上,这都是...

  一只淋湿的狗摇摆甩水多少次,才可以把自己弄干?蜜蜂的毛多还是松鼠的毛多?一匹赛马排尿需要多少时间……当你看到这样的问题,是一笑而过还是会认真思索一番?实际上,这都是科学怪咖佐治亚理工学院机械工程与生物系、物理学副教授胡立德重点研究的课题,他的研究团队在2015年和2019年2次摘得“搞笑诺贝尔奖”的桂冠。

  胡立德和女友第一次见面时,女友带着一只咖啡色的贵宾犬。胡立德并不喜欢狗,却惊讶于狗的超强甩水能力,它在1秒钟就能令自己湿哒哒的毛发恢复干燥。胡立德用高速摄像机拍下狗甩水的录像,然后发现,狗在1秒钟之内可以甩水4次,且加速度是地球重力加速度的20倍,比赛车转弯的加速度还要大。胡立德干脆就“狗狗甩水”这个问题进行深入研究,结果获得更多有意思的科学冷知识。比如,狗狗为什么喜欢甩水?一只30公斤的狗,它的毛发可以藏半公斤的水。冬天时,水分会吸收狗身体的热气,消耗掉它一天进食量中1/5的能量。所以,怎么让身体保持干燥对狗来说非常关键。又如,越小的动物甩水越容易还是越困难?贴在动物毛发上的水有表面张力,只有足够大的离心力,才能够挣脱这个表面张力。就像旋转木马,人站的位置越靠近中心,离心力越小;人站的位置越远离中心,离心力越大。比如老鼠,它毛发半径小,甩水离心力小,所以需要甩得更快来增加离心力。一只老鼠要想甩干自己,1秒钟必须甩水30次才行,甩水频率就比狗高了许多。

  胡立德测量过很多动物的毛发,结果发现,人类大概有10万根头发,而一只蜜蜂居然和一只松鼠一样,有300万根毛。而毛越多,表面积就越大。一只蜜蜂毛发的表面积与一片烤面包相当,一只猫的毛发表面积与一张乒乓球桌相当,一只海狸毛发的表面积则与一个溜冰场相当。毛发表面积这么大,动物是怎么做清潔的?胡立德发现,一只蜜蜂每天要采的花粉是它自身重量的1/3,采蜜过程中整个身体都会被花粉覆盖。他发现,蜜蜂2分钟之内就可以把花粉抖得干干净净。它是怎么做到的呢?原来,蜜蜂身上毛与毛之间的距离与一颗花粉的直径是一样的,这样花粉会被卡在毛发的表层。其次,蜜蜂身体的毛很硬,就像弹簧一样,所以每次它用腿一刷毛就会把花粉弹开。如果它每4秒钟刷一次身体,2分钟内就可以把整个身体彻底清洁干净。医疗行业的工程师受到胡立德关于蜜蜂体毛研究的启发,发明了新型药贴,并申请了专利。原来,平时用于外敷疗伤的纱布表面很平,可以容纳的药量不多。工程师就设计了能放得下更多药物的“带毛药贴”,帮助患者进行外伤恢复。

  初为人父时,胡立德发现儿子和自己的排尿时间居然差不多,就深入研究“为什么成人和婴儿排尿时间一样”这个课题,并写成文章投出。有人看到文章后留言给胡立德:“我的排尿时间过长,是不是需要看医生?”胡立德还研究过猫舔毛的过程。受到猫舌头突起的启发,他发明了一把猫舌头仿生梳子。这把梳子不会被头发卡住,并且非常好清洁。通过研究“为什么蚊子不会被雨滴砸死”让胡立德明白,有时候轻的东西反倒更安全。而借助这项研究,工程师可以改良设计,让微型飞行器不易被雨滴或大风弄坏。

  (责任编辑/刘大伟 张金余)

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