首頁 奇妙的材料:改變世界的12種化學物質和它們背後的科學傳奇

第五章 文化傳承的記錄媒介之王 ——紙

從房屋到紙張

炎炎夏日,在雜草叢生的院子裏除草這種痛苦經曆,相信絕不是隻有筆者體驗過。想要將看起來柔弱不堪的雜草連根拔起,你就不得不和具有出人意表的柔韌性的它苦戰一番。望著掌心磨出來的血泡,筆者由此體驗到了生命蘊含的力量。

匍匐於地麵,無法像動物一般逃跑或捕獵的植物,為了種族的延續而進化出各種各樣的身體結構。雜草遭遇強風也不會倒伏、折斷,既牢固卻又柔軟,其秘密就在於植物纖維。這也是支撐植物走到今天的重要物質之一。

不同種類植物的形態、繁衍方式、生存環境的差異之大令人咋舌。但是,堅韌的植物纖維、葉綠素主導的光合作用、能經受酷寒幹燥的種子是許多植物共有的三個特征。可以說,這是在漫長的進化過程中,植物創造出來的“三大發明”!

植物纖維如此堅韌,其中的奧妙在於纖維素與木質素這兩種物質。比對人體物質,前者相當於骨骼,後者相當於肌肉。植物之所以能欣欣向榮,占據了我們這個星球的大部分陸地表麵,這兩種物質的組合發揮了無可比擬的作用。例如,纖維素占樹木整體重量的40%~50%。纖維素也是地球上最重的有機物,據說全球的植物每年合成的纖維素重量為1 000億噸!

身邊有如此天量的有用之物,人類當然不會置之不理。其實,人類一直就生活在纖維素之中。前文所述,木材的主要成分就是纖維素,遠古時代的人類就已經懂得利用木材建造房屋和取暖。纖維素含量幾乎為100%的麻和木棉,是織造衣物的重要材料。膳食纖維中的主要成分纖維素,也是非常好的藥物載體。部分細菌也會分泌纖維素,例如醋酸菌能分泌類似椰果組織的、呈球形的纖維素。

通過化學方法對纖維素進行深加工,能使纖維素的用途更加廣泛。其中,最好的例子就是硝酸纖維,也是以前廣為人知的人造象牙的主要成分,其實就是經過硝酸處理的纖維素(請參考第十一章),是攝影膠卷不可或缺的主材料,也曾用在液晶顯示器中。