人工海绵的发明源自一次失败的实验？

海绵是来自海水里的植物还是动物？天然海绵长啥样？最常用的人造海绵——聚氨酯海绵的发明居然源自一次失败的实验？

生活中，清洁锅碗瓢盆是件恼人的事，而有一小块海绵帮助便会轻松不少。但人们也常有这样的疑问，这种长满窟窿的东西为啥叫“海绵”，莫非是海水里长的棉花？其实，传统海绵的确出自大海，但它们并非来自海生植物或藻类，而是属于动物。对这种动物就叫海绵！

动物海绵

海绵是一类古老的动物，生物学上属于多孔动物门。顾名思义，它们身上有无数小孔，组成复杂的沟道系统，除此之外并无真正的组织和器官。海绵有球状、扇状、树枝状等形态，一般附着于海底岩石上，海水流经这些小孔，海绵就靠滤取其中的浮游生物和氧气为生。

视频来源：YouTube

日常使用的天然海绵实际上是海绵的骨架部分。海绵种类繁多，大部分死后留下的是硬邦邦的碳酸钙骨架和二氧化硅骨刺，但是有两种海绵——普通马海绵和沐浴角骨海绵则不同，它们的骨架由蛋白纤维组成。

这些纤维在海绵死后依旧保留生前的孔状结构，不仅不会扎人，吸饱水后还特别柔软。人们正是利用了这一特性，把这两种海绵制成了清洁工具。

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据记载，地中海沿岸的居民最早使用海绵，在荷马史诗《伊利亚特》中就有记录：“他（火神赫菲斯托斯）用吸水的海绵擦净额头、双手。”古希腊的公共浴室中，也都备有海绵以供擦拭身体。爱干净的罗马人还建起了世界上最早的的公共厕所，而便后的清洁工具，用的也是绑在木棍上的海绵。

天然海绵虽柔软亲和，但耐久度欠佳，只局限于清洁皮肤。另外它的产量也是一个问题，没法大范围使用。如今占领厨房的基本都是人造海绵，其中又数聚氨酯海绵最为常见。

海绵是厨房和浴室中的“常备工具”

聚氨酯海绵的发明其实源自一次失败的实验。上个世纪30年代，德国的拜耳博士从石油中提炼并合成了一种新塑料——聚氨酯。为了开发聚氨酯的潜力又进行了大量实验，在1941年的一次实验中，原本期望能产出类似尼龙的高强度材料，不料生成的聚氨酯却充满气泡，属于失败的“瑕疵”品。

不过人们发现，这些气泡的多孔结构和天然海绵十分相似，同样赋予了新材料柔软又能吸水的特性，而聚氨酯本身耐油又耐摩擦，于是人造海绵的时代开始了。

一般而言，形状怪异，孔隙大小不一的多为天然海绵，而裁切方正，孔隙均匀的则多为人工海绵。

海绵宝宝：我看自己就像一块人造海绵

现代聚氨酯海绵的制作工艺类似“发馒头”——加入二氧化碳等气体使原材料膨胀，并产生一个个微小的气泡。作为工业化的产物，聚氨酯海绵产量大，价格低，比天然海绵更为耐用，一上市便广受欢迎，从此广大内陆地区的人们也用上了海绵。裁切好的海绵再覆上一层百洁布，就成为厨房中的刷锅“神器”。

除了用作清洁，聚氨酯海绵还是十分理想的垫材，能加工成各种不同的形状。它们曾在早期的航空座椅和头盔中，用于防震缓冲，沙发和枕头里也都能见到它们的身影。久而久之，人造海绵逐渐替代了天然海绵。

到了20世纪70年代，人造海绵已被广泛应用于各个领域，但科学家发现聚氨酯材料还有巨大的潜力。1966年，为缓解宇航员在飞船升空时承受的巨大压力，美国航空航天局在原有聚氨酯海绵的基础上，开发出了聚醚型聚氨酯海绵——“记忆海绵”，也叫做“慢回弹海绵”，这算得上人工海绵的2.0版本。

与传统的人造海绵不同，记忆海绵受到按压并不会马上回弹，产生的形变会持续一段时间。因此它可以随时与人体保持更为紧密、均匀的贴合，将压迫感减至最轻，躺在上面有一种被包裹的感觉。

记忆海绵用力一按，就会在上面留下一个手印，一段时间后才恢复原状。

1980年，从飞船上下来的记忆海绵最先进入医疗领域，用来制作枕头和床垫，能使压力均匀分布，减轻病人的疼痛，提高睡眠质量。如今，随着产量和技术的提升，起初身价不菲的记忆海绵制品，已经成为商场里常见的大众消费品。当然，它们总被冠上“航天材料”的名头。

撰文 | 雷克萨

部分图片 | 图虫创意

微信编辑 | 未末

本文原载于《博物》杂志2016年7月刊