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

橡膠引發的交通革命

車輪被認為是人類曆史上的偉大發明之一,因為很多發明是受到自然界固有事物的啟發,但車輪完全來自人類的主觀意識。放眼整個自然界,雖然棲息著為數眾多的動物,但是沒有任何一種動物以轉動的方式行走。有些細菌用鞭毛或者細長的尾部移動,但是其結構更接近於螺旋槳。

以車輪代步的效率要遠遠高於步行,凡是騎過自行車的讀者肯定深有體會。可是,為什麽自然界的生物沒能進化出車輪呢?日本生物學家本川達雄(1948—)在《大象的時間,老鼠的時間》一書中指出:車輪需要平坦而堅硬的路麵才能發揮作用。確實,車輪難以應對起伏過大的路麵。高度超過輪徑四分之一的台階就會成為車輪無法逾越的障礙。遇到泥濘或者鬆軟的沙地時,車輪也將進退兩難。

從整體上看,在自然界中找不到允許車輪發揮優勢的地方。如果沒有經過鋪裝的道路,車輪不過是無用之物。19世紀時,瀝青道路尚未問世,世界各地隻有沙石道路。木質車輪或者堅硬的橡膠車輪每次遇到微小的凹凸就會產生震動。如果震動幅度過大,就會給貨物甚至車體造成損傷,因此車輛的行進速度難以提高。

解決這一難題的人是英國獸醫約翰·博伊德·鄧祿普(1840—1921)。當時,他10歲的兒子希望“使三輪車跑得更快、更穩”。鄧祿普靈機一動,想到了用充氣輪胎吸收地麵的凹凸不平之處帶來的衝擊的點子。於是,他就嚐試著用充氣橡膠管包裹三輪車木輪的外緣部分,沒想到效果非常理想。

約翰·博伊德·鄧祿普

由於改良後的效果深受好評,鄧祿普立即申請了充氣輪胎的專利,並於1889年在都柏林開設生產工廠。充氣輪胎能夠緩衝外力,徹底消除小凹凸、小石子帶來的震動,頓時受到市場的熱捧。在不到10年的時間裏,充氣輪胎就徹底替代了以前占據市場霸主地位的實心橡膠輪胎。在其後的歲月中,鄧祿普公司曆經曲折,業務範圍不斷擴大。