§§諾貝爾獎物理學家也想挑戰壁虎功！§§

為什麼壁虎能貼附且自信滿滿地行走於任何壁面呢？最初揭露這項祕密的是凱勒•奧騰博（Kellar Autumn）士的研究團隊。他們在二○○○年發表相關論文，開啟世人爭相師法壁虎以研發創新科技的歷史。

其中一項創新產品就是壁虎貼布。「偷學壁虎功，不就能開發出不需使用黏著劑的貼布嗎？」換句話說，只要開發出佈滿如同壁虎腳底毛一般具有彎曲韌性，不容易折斷，而且纖細達奈米程度的超細毛緊密排列的貼布，就能如同壁虎貼壁一般緊緊貼附在物體上，稍微彎折一下就能輕鬆剝離，能夠重複使用許多次的貼布。

許多研究者開始挑戰這項課題。二○一○年的諾貝爾獎物理學家安德烈‧蓋姆（Andre Geim）也加入行列。蓋姆以前就曾挑戰過壁虎的黏著力。

蓋姆的研究團隊曾經嘗試以樹脂柱模擬壁虎腳掌的毛，挑戰製作壁虎貼布。結果，一隻手上貼有蓋姆團隊製作的貼布的蜘蛛人玩偶，竟然能懸吊在玻璃天花板上。就在眾人以為大功告成之際，遺憾的事情發生了。該壁虎貼布失敗了。怎麼說呢？因為該塊貼布僅僅使用過2、3回就報廢了，而且在承重能力方面也遠遠不及壁虎。

無論髒汙、潮溼、乾燥、滑溜、凹凸不平……等任何壁面，壁虎都能輕鬆自如地行走。想要研發出趨近於真正的壁虎功的貼布可不是一件容易的事。不過研發者們並未放棄。直至現在，世界各國仍有研究團隊努力不懈地挑戰製作壁虎貼布。

§§超撥水與常保潔淨的祕密是……§§

為什麼葉片擁有凹凹凸凸的表面結構就不容易沾溼或髒汙呢？

比起將物體放在沒有突起結構的平坦表面上，將物體放在擁有小突起結構的表面上的接觸面積會比較少。不僅如此，突起與突起之間的空氣也具有緩衝作用，能支撐盛放在上面的物體（水）。荷葉的第一項祕密就藏在這裡。

假如該突起紋路又擁有撥水性能（能將水撥開的特性），更能加倍發揮效果。而荷葉表面的突起結構正巧是臘，是具有撥水特性的物質。這搭配太完美了！值得我們向荷葉致！

那麼，荷葉上的水為什麼會變成圓圓的水珠呢？這與表面張力有關係。表面張力是液體盡可能縮小表面的力量。而面積最小的形狀是球形，所以荷葉上的水才會變得圓滾滾的。

再來，髒汙又是怎麼回事呢？同樣是因為突起結構的緣故。髒汙與荷葉因為接觸面積減少而難以附著在荷葉表面。加上絕大部分自然界的髒汙容易附著於水，以當水滴滾落，髒汙也就隨水滴一起滾落荷葉之外了。荷葉的突起結構不但細微，而且遍布葉面，因此水滴再小，也能滾落葉面，順道沾除附著在水滴上的髒汙。

§§為什麼被蚊子叮卻不覺得痛呢？§§

人類的皮膚有許多稱為「痛點」的地方，就是被刺到時會覺得「痛」的點。粗的針刺入皮膚會碰觸許多痛點，因而造成強烈的痛覺。細的針則不會碰觸太多痛點，因此不會造成覺痛。

「但是，只要碰觸一個痛點就會覺得痛，不是嗎？」沒關係的，其實只要被碰觸的痛點很少，就不會覺得「好痛！」於是有研究調查針粗到什麼程度會造成痛覺。根據實驗，直徑95奈米以內的針使人產生痛覺。

蚊子以外的蟲子也會吸血，可是牠們卻不被當成注射針的範本，這是為什麼呢？舉例來說，被虻叮到會產生強烈的痛覺。被水蛭吸血雖然不會痛，卻會留下很大的傷口。綜合以上，蚊子的針是不是很厲害呢？

§§平常發現催生世紀大發明！！§§

當發現鬼針草的刺的先端具有倒鉤結構時，梅斯倬心想，「模仿這種構造製作貼布，不就能發明又好黏又好撕的貼布了嗎？」儘管已經想到好點子，梅斯倬卻未能立即達成理想。起初他的點子不但未能獲得關注，甚至還遭到嘲笑。

但是他並不放棄，最後終於在曾經任職織品工廠的織工與織品機械製造業者的協助下獲得專利，並且完成產品製作，熬出了頭。

成功或許需要一些幸運。在梅斯倬著手開發以前的一九三七年，尼龍素材誕生，而且他注意到這種素材。過去，梅斯倬雖然有點子，但不具體。假如沒有合適的素材，夢想終究只能停留在夢想。

在開發的過程中，許多課題有待克服。例如線該如何配置，沾黏的力道才夠強。此外，將尼龍變成線用以編織也非易事。一九五五年，在各種課題一一克服以後，梅斯倬的發明終於變成商品銷售於市，並且流傳到現代，融入我們的日常生活中。

§§製作快速又安靜的新幹線之夢！§§

仲津英治先生在開發JR西日本新幹線時曾陷入困境。

過去的新幹線的時速只有200公里的水準。仲津先生希望開發出以時速300公里奔馳的新幹線而遭遇巨大障礙。

由於當時的技術已相當進步，開發快速的新幹線並非那麼難。但是，想要克服堪稱世界第一嚴格的日本噪音基準，就有相當的難度了。

若是一般電車，車輪與軌道碰撞摩擦的喀答喀答聲是最吵的。至於高速奔馳的新幹線，則是以電車穿越空氣時所發出的聲響為最嚴重的噪音。

仲津先生注意到車頂的集電弓（將電由電線傳遞到電車的裝置）──新幹線就是由集電弓傳出巨大噪音──於是將集電弓的造型做各種形式的變化，企圖找出抑制噪音之道。可惜依然無法達成必須將噪音抑制到基準以下的要求，因為噪音還是會從支柱部分傳出。

§§蝸牛殼面擁有無數排看不見的溝紋！§§

各位看過殼面髒兮兮的蝸牛殼嗎？沒看過，對吧？蝸牛殼即使殼面遭到髒汙附著，只要經過雨水稍微澆洗，就能立刻恢復乾淨。

反觀人類興建的建築物，外牆壁面很難單純經過雨水澆洗就恢復乾淨，非得特地大掃除一番才能清除附著在壁面的髒汙。兩相對照不禁教人想要探問：蝸牛殼在自然情況下就能常保殼面乾淨的祕訣究竟是什麼？為了帶領各位探究這項祕密，我們先來了解蝸牛殼的表面吧！

蝸牛打從出生開始就擁有外殼。外殼的原料由身體內部供應，也就是由體液供應，基原料是溶有蛋白質與鈣質的液體（體液）。

蝸牛殼會隨著成長而逐漸增大。也就是說，正中央的部分是最年輕時候所形成的殼，再往外是隨著時間經過而逐漸疊加上去的部分。隨著成長，蝸牛殼面會形成如同年輪一般的紋路（生長線）。蝸牛殼面的生長線單憑人類的肉眼就能觀察。不過在生長線之外，蝸牛殼面還佈滿人類無法以肉眼察覺的細微溝紋（皺紋），而且細微到必須透過電子顯微鏡才能窺知究竟的程度。這些細微的溝紋分布在人類肉眼可見的生長線與生長線之間，而且分布得密密麻麻的。

§§為何蛀船蛤能夠在木頭中一面開鑿細長的隧道，一面向前方邁進呢？§§

祕密就藏在牠那屬於貝類，卻又不太像貝類的身體構造裡。

一般貝類將身體全部藏在貝殼中以便保護身體，但是蛀船蛤的貝殼竟然只與身體先端稍微相連而已。原來，蛀船蛤把貝殼當作在木頭中挖掘穴道的工具了。

對蛀船蛤而言，木頭是居家住所，也是食物。一發現漂浮在海面上的木片或木造船體，蛀船蛤便會偎身過去，以貝殼開鑿木頭，一面啃食木屑，一面鑿洞前進。

可是，萬一木頭腐朽崩毀，可不就糟了嗎？！為了避免崩塌禍患，蛀船蛤的體表會分泌含有石灰成分的液體，塗布在洞穴的壁面，使洞穴的內壁有如被鍍上保護膜一般而不易崩毀。

蛀船蛤就是藉由這種方式自我保護於木頭洞穴的內壁之中，安安穩穩地度過一生。

§§諾貝爾獎物理學家也想挑戰壁虎功！§§

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本書提到的大小單位──往前翻（封面之後）
光的話──往後翻（封底之前）
發現小奈米的歷史

後記　石田秀輝
參考文獻／取材協力

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