《迷人的材料》英 马克·米奥多尼克 著 赖盈满 译
书评：把理科的内容用剧情画面与感性抒发来表现，是种创新式文字科普，作者幽默又有文采的文笔更为此书添加了华彩。
书摘：
一刀引发的机缘
我站在地铁车厢里，身上有一道15厘米长的、后来被医生诊断为利刃割伤的伤口在殷殷渗血，我你要是能：接下来该怎么办？
（理科书这样文科的开头，这样的剧情画面和反差感很有吸引力）
01 不屈不挠的钢
我后来查到世界上第一把订书机是工匠亲手为法国国王路易十五打造的，每一根针上都刻着国王的姓名缩写。谁想得到订书机竟然有皇室血统？
我把不锈钢汤匙吸吮干净，拿出来看着它发亮的表面。那勺面又光又亮，连我变形的倒影都看得见。“这是什么材质？”我挥动手里的汤匙问父亲，“还有，它为什么没味道？”
当你拗弯回形针时，里面有将近100,000,000,000,000个位错以每秒数千米的速度移动。虽然每个位错只移动一小块晶体（相当于一个原子面），但已经足以让晶体成为超级可塑性的物质，而非易碎的岩石了。
钢铁是珍贵的军事力量
1961年，牛津大学的里士满教授发现了一处古罗马坑洞。所有的钉子都由铁和钢制成的，而不是纯金。……大多数人应该对此蛮失望的，但里士满教授不会，他一心追问：“古罗马军团为什么要掩埋7吨的钢和铁？”
把铁钉留给敌人，等于奉送对方武器，因此他们在南撤之前挖了一个大坑，把铁钉都埋起来。
几千年来，刮胡子的仪式都是从“磨刀”开始，先拿着剃刀在皮革上来回磨动。你可能觉得皮革那么软，不可能把刀磨利。没错，真正把刀磨利的是沾在皮革上的细石粉。传统上是用名为“铁丹”的氧化铁矿物，但现在比较常用钻石粉。
02 值得信赖的纸
虽然笔记看起来平整、光滑、毫无缝隙，不过这只是假象。纸其实是一大群极微小的纤维压叠而成的，就像干草堆那样。
以前的人经常会在纸上涂抹一层硫酸铝，好让纸更光滑。硫酸铝的主要用途是净水，但在制纸过程中使用却会形成酸性，导致纸纤维和氢离子反应，使纸张发黄，并且让纸更脆弱。……就连无酸纸也会老化泛黄，只是速度较慢罢了。
纸的老化还会生成数种容易挥发的有机分子，让古书和旧纸发出味道。……虽然书的味道代表朽坏，许多人却觉得这气味相当好闻。
用纸包装礼物利落又光鲜，凸显了礼物的崭新与价值。……拆礼物就和出生一样，让东西有了新的生命。
虽然这张发票唤起了一段不太舒服的往事，但我还是很高兴留着它，因为它捕捉了照片甚至日记都无法保留的另一种亲密感。……可惜等不到小拉兹洛长大自己来读它，发票已经开始褪色了。这是因为感热纸上的字不是用墨水印出，而是由纸上预涂的酸剂和“无色”染料作用得来的，只要纸张受热。酸和无色染料就会发生反应，使染料变黑。……不过，变黑的染料放久了又会回复透明，使字迹变淡，湮灭掉我们曾经餐餐以咖喱啤酒的证据。
纸钞是纸张最诱人的形式
03 作为基础的混凝土
混凝土多久才会干
“混凝土永远不会干，因为水是混凝土的一部分”
混凝土凝固时会和水作用，引必连锁化学反应，在混凝土内部形成复杂的微结构，因此就算里头锁住了许多水分，混凝土的外表不仅看起来干燥，而且实际上还能防水。
砖造建筑的组合特性是它受欢迎的原因。砖是砖造建筑的基本单位，刻意做成手掌大小，以利单人作业。混凝土和砖非常不同，它起初为液体。这表示混凝土建筑可以用浇注法做出连续体结构，从地基到屋顶一气呵成，没有任何接点。
有两种方法让材料断裂。首先是“塑性断裂”，例如把口香糖拉断就是这样。……另一个断裂法是“脆性断裂”，玻璃和茶杯的破裂就是如此。混凝土碎裂即属此类，这让古罗马人伤透了脑筋。
解决方法直到欧洲工业革命兴起才出现，而且来自非常出人意料的地方。
园艺家发明钢筋混凝土
钢和混凝土的膨胀系数几乎完全相同
必得隐形，不能示人
碎片大厦接下来发生的事，对混凝土来说可就没那么光彩了。工程人员缓缓但持续地用钢架和玻璃包住大厦外层，遮住所有混凝土表面。他们的用意很明显：混凝土是丢脸的东西，没资格面对这个世界和在大厦中活动的人。
总之，现代人对混凝土的观感是：必要、廉价、有用、灰暗、沉闷、脏污和没人味，但最多的感觉还是丑陋。
最新的发明是会自洁净的混凝土，方法是掺入二氧化钛粒子。这些粒子虽然涂抹在表面，但由于粒子及小而且透明，所以外观与一般混凝土建筑完全一样。不过二氧化钛粒子吸收了阳光中的紫外线后，就会产生自由基离子，能够分解沾上它们的有机污垢，让污垢由风或雨水带走。罗马千禧教堂就是用这种自洁净混凝土兴建的。
04 美味的巧克力
塞一块黑巧克力到嘴里，一开始你可能只觉得它的棱角顶到上颚和舌头，尝不出什么滋味。你会很想咬下去，但请尽量忍耐，如此才能感受到接下来的变化：硬块在舌头的热度降伏下，突然变软。巧克力熔化后，你感觉舌头变凉了，甜中带苦的滋味霎时涨满口中，接着是果香和坚果味，最后会在喉间留下淡淡的土味。在那瞬间，你完全沉浸其中无法自拔，享受着这世界最美好的人造物。
只熔你口的技巧
巧克力的设计就是要入口即化，它是集数百年厨艺制造技术的巅峰之作。
嗅觉与味觉的绝佳享受
黑巧克力通常含有50%的可可脂和20%的可可粉（包装上会标示为“70%”黑巧克力），剩下的几乎都是糖。
30%的糖非常多，相当于直接吞下一匙糖粉。不过，黑巧克力感觉不会太甜，甚至完全没有甜味，因为除了可可脂熔化释出糖分外，可可粉会释出生物碱和酚树脂，也就是咖啡因和可可碱分子，味道都非常苦涩，会活化苦味和酸味受器，抵消掉糖的甜味。巧克力制造商的首要工作就是调和这些味道，创造出均衡的滋味。而加盐不只能提味，还开启了巧克力的新视野，让巧克力得以入菜。墨西哥的香草巧克力酱鸡排便是以巧克力为酱底。
不过煮过的巧克力跟直接品尝时的味道并不相同。除了其中加了盐之外还有一个原因。虽然基本味觉来自舌头的味觉受器，包括苦味、甜味、咸味和鲜味（肉味），不过大多数香味还是来自嗅觉。巧克力的多重滋味其实来自它的气味，一旦煮过，巧克力的香气分子就会蒸发或遭破坏。不只热巧克力如此，茶和咖啡也不例外。这就是为什么咖啡和茶要一冲好就喝，不然香气就会散逸无踪。……让巧克力在口中熔化的高明之处就在这里。可可脂锁住香气分子，等你咬下去才释出600多种各式各样的香气分子到你的嘴巴和鼻子里。
可可豆不可生吃
“但它尝起来一点也不像巧克力！”
梅纳反应是糖和蛋白质的作用。……当可可豆受热超过160℃时，里头的碳水化合物和蛋白质就会发生梅纳反应，再跟之前发酵时产生的酸和酯作用，形成大量的小型香气分子。
面包皮、烤蔬菜和许许多多烘烤类食物所散发的香气，都是梅纳反应的功劳。以可可豆来说，梅纳反应不仅带来了坚果香和鲜味，还减少了苦涩感。
当时冰箱还没发明，而可可脂含有抗氧化成分，能让巧克力商品在架上长久保存。
对某些人来说，含糖量30%的巧克力还是很苦，因此制造商又加了一样东西，大幅改变了巧克力的滋味。那东西就是牛奶。牛奶让巧克力的干涩感大幅降低，使可可尝起来更温和，于是巧克力的味道就变得更甜了。
如今加入巧克力的牛奶各式各样，所以世界各国的牛奶巧克力尝起来才会差那么多。美国使用的牛奶已经先用酶脱去了部分脂肪，使得巧克力带有奶酪味，甚至有一点酸。英国则是在牛奶里加糖，浓缩后再加到巧克力里，创造出淡淡的焦糖味。欧洲依然使用奶粉，让巧克力带有鲜乳味和粉粉的口感。各国的口味很难外销。虽然全球化大行其道，各国民众习惯和偏好的牛奶巧克力却非常在地化，让人相当意外。
巧克力里的大麻素的含量很少。研究人员针对巧克力嗜食现象进行分析时也发现，没有什么证据支持嗜食巧克力跟这些物质有关。
不是化学效果，而是品尝巧克力的感官经验令人沉迷。巧克力和其他食物都不一样。巧克力熔在口中时，那温温浓浓的巧克力酱会突然散发一股强烈复杂、又苦又甜的丰富味道。它不仅传递一种味道，更传递一种口感，令人放松与安心，同时又令人兴奋，简单说就是它满足的不只是口欲。
绝妙的感官刺激
有些人说吃巧克力胜过接吻，科学家也真的做过实验来测试这个说法有没有根据。2007年，路易斯博士领导的团队征求了几对热恋中情侣接吻时的脑部活动和心跳速率，再记录他们分别吃巧克力时的脑部活动和心跳速率。结果发现，接吻虽然会让心跳加速，效果却不如吃巧克力那么持久。研究还显示巧克力开始在口中熔化时，大脑所有区域得到的刺激，比接吻带来的亢奋还要强烈和持久。
我看过的第一支雪花巧克力广告是一个女子正在泡澡，泡得很愉快。但我当时年纪太小，还无法体会泡澡的愉悦。
在巧克力消费是国家里，瑞士名列第一，其次是奥地利、爱尔兰、德国和挪威。事实上，巧克力消费最高的前20个国家中，16个在欧洲北部。美国人喜欢用巧克力调味胜过直接吃巧克力棒，半数以上的美国人说他们喜欢巧克力饮料、巧克力蛋糕和巧克力饼干胜过其他巧克力产品。既然大家都说巧克力比性爱还棒，我们很难不从上面的发现推出某些结论。但欧洲国家巧克力消费极高其实还有另一种解释，答案同样和温度有关。
巧克力含在口中要能迅速熔化，室温必须稍低才行。
固体巧克力暴露在20℃以上的高温时，例如放在阳光下或车子里，晶体结构就会彻底改变，而且效果立刻看得见，因为巧克力表面会“起白”，脂肪和糖会浮到表面形成白色结晶状粉末，留下河流般的痕迹。
由于巧克力棒含糖量超过50%，脂肪超过30%，因此显然能提供高浓缩的能量，立刻振奋精神。
首先，可可脂是饱和脂肪。这类脂肪会提高心脏病的风险。不过，进一步研究显示，身体消化饱和脂肪时会把它转成不饱和脂肪，而不饱和脂肪是良性的。哈佛大学做的控制对照研究显示，相较于完全不吃巧克力，固定食用少量黑巧克力能延长平均寿命。
食用过量只会造成肥胖，并抵消所有好处。
05 不可思议的发泡材料
06 充满创造力的塑料
为了输掉的争论，我写了一个剧本说明糖果塑料包装袋跟电影《虎豹小霸王》的关系。
比尔没有说话，一言不发盯着死去的弟弟。
……
比尔：“纽约？那家伙很有钱吗？”
遗体防腐师：我想应该很有钱吧……
比尔转身就走。
遗体防腐师：喂，你要去哪里？你弟弟的遗体怎么办？
玛莉·露易丝：没错，比尔，就是野餐。我想要尊重与自由，这是我对婚姻的期望。我还希望你能去看牙医。我不会嫁给没有牙齿的男人，绝不可能。
07 透明的玻璃
玻璃应声而碎裂，我突然定格，宛如撞到一堵透明的姜饼墙。
窖藏啤酒不仅好喝，而且好看，它的金黄色泽也一直延续到现在。颇有讽刺意味的是，这么适合用玻璃杯品尝的啤酒，现代人却几乎都用铝罐喝，而一般人常用玻璃杯的喝的啤酒，反倒是最不透明的啤酒。它是玻璃杯出现之前就有的古董：健力士黑啤酒。
用玻璃杯喝啤酒还有一个意料之外的副作用。据英国政府统计，每年遭到酒杯或酒瓶攻击的人数超过五千，消耗医疗费用超过二十亿英磅。
用塑料杯喝啤酒跟用玻璃杯喝，感觉完全不同。塑料不仅味道不同，而且热传导系数较低，使它在口中的感觉比玻璃温暖，降低了畅饮冰啤酒的快感。
强化玻璃是汽车工业的发明，目的是减少发生车祸时因玻璃碎片造成的死伤。它的科学起源来自17世纪40年代一个有名的奇珍异宝，叫”鲁珀特之泪“。鲁珀特之泪是泪滴状的玻璃，圆滑的底端能耐高压，尖锐的顶端只要稍有损伤就会爆裂。
胶合玻璃是最新的安全玻璃，碎得很厉害，形状却仍保持完整，即使我和它同时飞越引擎盖摔到柏油马路上，它依然是完整的一片。
新型强化玻璃中间夹了一层塑料，有如黏胶般让玻璃碎了也不会散裂。主层塑料称为夹层，也是防弹玻璃的原理，只是防弹玻璃夹了不止一层塑料。
玻璃和塑料夹层越多，防弹玻璃就越能吸收能量。一道夹层能阻挡住九毫米口径手枪的子弹，三道 夹层能阻挡点四四马格南手枪的子弹，八道夹层可以承受AK-47步枪的攻击。
玻璃对人类的历史和生活如此重要，却未能赢得我们的喜爱。……它受人重视的特质正好让它得不到我们的钟爱。玻璃不仅在光的世界潜形匿迹，也在我们的文化中隐而不现。
08 坚不可摧的石墨
海姆讲话带着浓浓的俄国口音，他对我说：”正圆是不存在的，米奥多尼克。“
人类早在远古时代就知道钻石是世界上最坚硬的材质。钻石的英文diamond，源自古希腊文adamas，意思就是”不可改变“和”不会碎裂“的。
钻石的另一项特点：因为它只有碳组成，所以重量极轻。
因为钻石无法熔解，所以也无法货币化。巨钻除了引发赞叹之外毫无用途，最重要的功能只有展现地位。
戴比尔斯公司于1902年掌握了全球90%的钻石产量。他们发明了”钻石恒久远“这句广告词，灌输世人唯有钻戒才能表达坚贞的爱情观念。
石墨有金属光泽，钻石没有，原因同样来自石墨的六角结构。钻石内部每个碳原子的四个电子都各有一个外来电子与之键结，因此晶格内的所有原子都被牢牢固定着，且没有”自由“电子。所以钻石不导电，因为晶格内没有电子可以自由活动以承载电流。然而，石墨内部碳原子的外层电子不仅会和隔壁碳原子的电子键结，还会形成电子的汪洋。这会造成几个结果：首先是石墨可以导电，因为结晶内的电子跟液体一样可以自由活动。其次，爱迪生制作的首盏灯泡就是以石墨为灯丝，因为它的熔点高，就算强力电流通过，也只会散发白热光，不会熔化。
碳是地球上所有生物的生命基础。焦黑的物质其实各类繁多，但有一个相同点：它们都含有最稳定的碳结构——六角薄层。
1772年，化学之父拉瓦锡加热钻石至火红，发现钻石燃烧后什么都没有留下，一点不剩，仿佛彻底消失了。……其他宝石无论是红宝石或蓝宝石都能耐赤热，甚至白热，完全不会燃烧，而钻石身为宝石之王却似乎有着致命弱点。
拉瓦锡在真空中加热钻石，不让空气与之反应，好加热到更高的温度。钻石依然不耐赤热，但这回没有消失，而是变成了石墨，证明钻石和石墨确实由同一种物质组成，也就是碳。
09 精致的瓷器
金属外表光滑明亮，很容易判断干不干净，毕竟这些餐具之前曾经放进别人嘴里。不过金属导热太快，无法用来喝热饮，而且声音又大又吵，有损红茶的优雅形象。
中国各朝努力制作精美绝伦的器皿和礼器来装点皇宫，以彰显自家陶艺。不过他们深知要让宾客真正惊艳，不仅得让宾客看见瓷的轻盈与透明，还要亲眼和亲手体会，而品茗正是最完美的机会。于是以瓷杯奉茶待客不仅成为精湛陶艺的展现，也是雅致的文化活动，最后更成为一种仪式。
10 长生不死的植入物
多亏了强韧的氧化钛表面涂层，这些螺丝可以用一辈子，而我当然希望它们能够如此。
虽然培养与置换人体组织和器官越来越有成效，不同器官和数千个身体运作所需的系统间互动，还是会不断产生瑕疵，降低组织和器官的表现。换句话说，我们还是会变老。
合成植入物是大胆的创举，能解决人体组织或器官过早耗竭的问题，但它无法解决死亡的问题，只能改善生活。
后记 材料科学之美
不管我们拥有的躯壳是不是人造的，肉身都不是人的全部。我们还活在非物质世界里，一个由心灵、情感与知觉构成的世界。物质世界虽然不同于心灵世界，却不是毫不相涉。所有人都知道物质世界对心灵的影响有多强烈。坐在舒服的沙发上和坐在木椅上给我们的情绪感受完全不同。这是因为对人类来说，物质从来都不只是实用品。上古考古证据显示，人类一懂得制造工具，就开始制作首饰珠宝、胭脂、艺术与服装。这些材料的发明是为了文化与美感，而文化与美感始终是材料科学发展的强大推力。正是由于材料和社会功能关系密切，我们喜欢的材料和出现在我们身旁四周的物质才会那么重要。材料拥有意义，诉说着我们的理念，让我们成为我们。
我们在日常生活的每一处都会选择材料以反映自己的价值观，从浴室、卧房到客厅都是如此。其他人也会在工作处、都市和机场把他们的价值展示给我们。这是一个持续反思、吸收与表达的过程，它不断重塑身边物质对于我们的意义。
然而，重塑不是单行道。我们想要更强韧、舒适、防水和透气的布料，而为了创造出这种材质，就需要了解物质的内在构造。这推动了人类对材料的科学理解，也推动了材料科学的进展。因此，材料确实反映了我们，以多尺度的结构展现人类的需求与渴望。
