罗伊·普兰克特听起来不像是一个注定要成就伟业的人。从某种程度上来说,他确实不是。普兰克特为我们带来了特氟龙这一技术奇迹——但他的创造纯属偶然。 作为杜邦公司的一名工程师,普兰克特负责制造一种新型制冷剂。他对四氟乙烯气体的实验遇到了一个小问题,加压气体在瓶内变成了塑料状物质。糟糕。这种凝固的物质不适合用作制冷剂,但当普兰克特切开罐子时,他意识到了一件事:这种东西非常滑。而滑溜溜的东西很有用。 特氟龙传奇就此拉开帷幕。本周是普兰克特发现特氟龙 80 周年纪念日,让我们一起来欣赏一下特氟龙的神奇之处。首先,我们来看一段有趣的视频,视频中一只壁虎试图爬上不粘锅的锅壁,但失败了: 壁虎能够粘在几乎所有东西上,因为它们的脚利用了范德华力,即原子和分子之间的微小吸引力。范德华力几乎无处不在,所以壁虎几乎可以粘在任何地方。但特氟龙除外(也称为聚四氟乙烯,或 PTFE——“特氟龙”是杜邦生产的 PTFE 的品牌名称)。特氟龙由于其化学结构而没有这些力。是的,我们要在这里呆一会儿。 特氟龙基本上是由氟分子包裹的长链碳原子组成,有点像外面有保护层的电线。氟是一种极负电性的元素,这意味着它能强烈吸引和保持电子。当氟与碳结合时,这意味着碳原子周围的一些电子会被吸引到周围的氟上。事实上,它们被吸引得如此之强,以至于它们几乎停留在氟附近,从而在分子外部产生强烈的负电荷。范德华力取决于能够诱导分子或原子的正端和负端,但特氟龙中的氟层就带有这种永久的负电荷。电子呆在一个地方。 碳的化学结构也是它如此不活泼的原因。碳通常与几乎所有物质发生反应,但当它被氟分子包裹时,它就无法与任何其他原子发生物理反应。 所有这些意味着壁虎脚无法在物理上抓住特氟龙,就像水和油无法粘附在涂层上一样。如果整个表面只有这种均匀的负电荷,极性和非极性分子都无法附着。 顺便说一句,蚂蚁也不能爬上特氟龙,这对研究它们的研究人员来说非常有用。只需在蚂蚁栖息地的边缘喷洒一些特氟龙,您就可以将盒子打开一整天——它们永远无法逃脱。 特氟龙的惊人惰性使它在许多方面都大有用处。曼哈顿计划就利用了它来密封垫圈,以容纳他们正在研究的铀。特氟龙不活泼、耐腐蚀,摩擦力极小。在管道上涂上一层特氟龙,你就可以将任何气体泵入其中——即使是反应性极强的氟气——而不用担心发生交叉反应。液体可以直接滑过,即使是腐蚀性的液体。 由于特氟龙具有疏水性,因此你也可以在需要耐大量溢出和防污的衣服上喷洒特氟龙。一些校服公司就是出于这个原因使用它。制作一层薄薄的特氟龙,将其拉伸一点以形成微小的孔隙,这样你就得到了一层轻便透气的防水夹克——也称为 Gore-Tex。 将特氟隆磨成粉末,然后喷洒在任何东西上作为润滑剂。魔方速解者的维基推荐了几种基于 PTFE 的喷雾剂,您可以使用它们来“润滑魔方”,从而加快魔方的旋转速度。 牙医用特氟龙涂覆他们的工具,这样它们就不会粘在填充材料上,有时还用它来覆盖周围的牙齿,以免被填充物覆盖。 有些滑雪板固定器(将靴子固定在滑雪板上的部件)涂有特氟龙涂层,因此松开后鞋子很容易滑出。甚至指甲油中也涂有特氟龙涂层,使其表面光滑平整。 几乎任何你想消除摩擦的地方,你都可以找到特氟龙。它可以润滑任何机器、衬里任何软管并密封任何垫圈。它几乎是你能得到的最接近魔法的东西。 而且,与普遍看法相反,它不会致癌。有一类分子,称为全氟辛酸 (PFOA),曾用于生产特氟隆,可能致癌。但研究发现,不粘锅本身只含有微量的 PFOA——远低于已证实会导致大鼠患癌的量。然而,PFOA 是一种环境危害,这就是环境保护署现在对其进行监管的原因。你不必担心你的不粘锅,除非它开始剥落。薄片不会杀死你,但一般不建议吃掉大块的特氟隆。买一口新锅是值得的。 所以,放心地烹饪你的鸡蛋吧。特氟龙是一件美妙的东西。 |
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