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湿头发为什么总是粘在一起？ 头发湿的( 二 )


然而，那些生长在潮湿环境中的真菌，如裂褶菌，却深受其害 。为了执行传宗接代的重要任务，它们需要让自己纤细的菌丝从水中生长出来，穿过水面与空接触，从而传播孢子 。但当菌丝长到足以穿透水面时，弹性毛细作用会迫使其弯曲，阻止其与空气体接触 。如果任其发展，恐怕裂褶菌群落已经失去了子孙后代 。好在它们都有自己的对策，那就是分泌特殊的蛋白质，降低水的表面张力，从而削弱弹性毛细作用，从而让菌丝顺利穿越水面 。如果用基因工程来干扰这些蛋白质的表达，裂褶菌的菌丝将很难从水中生长出来 。当这些特殊的蛋白质加入水中后，一切又恢复了正常 。
它也释放孢子，但蕨类植物可以巧妙地利用弹性毛细作用作为动力 。蕨类植物中用来制造和储存孢子的器官称为孢子囊，其外层分布着一条由特殊细胞组成的带，其细胞壁特别增厚 。在雨季，环带细胞的内部充满了水 。当天气变得干燥时，细胞中的水分就会蒸发 。为了保持水与细胞壁的接触，弹性毛细作用会迫使细胞壁向内弯曲 。当多个单元的单元壁同时变形时，总力矩的影响相当大 。腰带就像一个收紧的弹簧，打开原本封闭的孢子囊，释放孢子(下图) 。

蕨类植物通过弹性毛细作用释放孢子的原理:蕨类植物孢子囊外的环带细胞最初充满了水(1)；随着水分的蒸发，弹性毛细作用会使细胞壁向内弯曲，由此产生的力矩可以打开孢子囊，释放孢子(2)；3对于显微镜下打开的孢子囊和孢子，注意醒目的环带 。
在动物界，也有很多巧用弹性毛细作用的例子 。比如以小美女著称的蜂鸟，就以花蜜为主要食物来源 。蜂鸟的舌头细长，末端分叉，形成两个C形凹槽 。他们舌头上的凹槽就像毛细血管 。当它们沉浸在花蜜中时，花蜜会通过毛细作用流入舌头，供蜂鸟享用 。2010年，研究人员还发现，当蜂鸟的舌头被拉出花蜜时，舌头末端的凹槽会因为弹性毛细作用而闭合，花蜜会被完全封闭在里面(下图)，这使得蜂鸟能够更高效地进食花蜜 。

在蜂鸟吃花蜜的过程中(1 ~ 3)，蜂鸟舌头的末端由两个槽状结构组成 。当舌头从花蜜中取出时，弹性毛细作用关闭了原本伸展的凹槽，两个分离的凹槽相互靠近 。右边是这个过程的示意图 。图中的刻度是0.5毫米..
因为生物离不开水，组成生物的物质大部分是弹性物质，可以说弹性毛细作用在生物世界无处不在 。
站直，不要趴下 。就像生物有时候需要避开弹性毛细作用，但有时候又需要用到它一样，人类对于弹性毛细作用的感受可以说是一言难尽 。
光刻是中美贸易争端中的重要话题，是半导体加工等生产过程中制造特定微结构的重要手段 。在光刻技术中，我们首先在半导体等固体材料的表面涂上一层称为光刻胶的特殊材料 。光致抗蚀剂有一个特点，就是在曝光时，溶解度会发生明显变化，从可溶于某种溶剂变为不可溶，反之亦然 。因此，如果我们只曝光光刻胶表面的一些区域，然后用显影剂冲洗和显影，我们会得到一系列不均匀的微结构 。然后，将得到的光刻胶用清水清洗并干燥，以光刻胶为模板，通过特定的刻蚀手段将光刻胶中的图案转化为半导体材料上的微结构，最终产品为芯片 。然而，发现光致抗蚀剂中的微结构有时会变形 。例如，需要加工一系列平行的薄壁，但实际上许多相邻的薄壁折叠在一起，因此它们不能用作模板(下图2和3) 。问题到底出在哪里？科学家发现，这是因为在加工过程中需要用水清洗这些结构，这正好给了弹性毛细作用一个机会 。

如果用纯水(2，3)洗涤，光致抗蚀剂曝光和显影后产生的微结构会变形，但如果用水和叔丁醇1∶1(1)的混合物洗涤，则可以避免 。
在清洗过程中，薄壁之间的孔隙首先被水完全充满 。然而，随着水的蒸发，薄壁顶部的表面开始与空气体接触 。现在剩下的水分子着急了:兄弟们，为了保持与薄壁的接触面积，液面高度一定不能下降！但是如何才能满足这个要求呢？当然是借助弹性毛细作用 。一方面，这些薄壁的宽度只有几微米甚至更小，即使是原本坚硬的材料也很容易在这样的尺度下变形；另一方面，薄壁之间的距离也在微米范围内，在这个尺度下，毛细作用会相当显著 。因此，为了满足水和薄壁表面“紧密接触”的愿望，薄壁会弯曲并堆积在一起，就像几缕头发一样 。当水完全蒸发时，虽然弹性毛细作用不再存在，但已经相互接触的微结构往往已经建立了强大的分子间作用力，或者已经发生了不可逆的变形，无法再恢复到原来的形状 。


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