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茶杯里的风暴 · 第十四节

《茶杯里的风暴》第十四节

树木靠木质部里直径仅几纳米的细管输水,毛细作用和根压只能把水推到几米高,红杉则靠拉力:叶片气孔处的水蒸发后,纳米尺度的凹面产生表面张力,把水柱从根部一路吸到树梢……

树木靠木质部里直径仅几纳米的细管输水,毛细作用和根压只能把水推到几米高,红杉则靠拉力:叶片气孔处的水蒸发后,纳米尺度的凹面产生表面张力,把水柱从根部一路吸到树梢,这个过程叫蒸腾作用,树木因此无需水泵。管道一旦排空就无法复充,所以树木必须保证水流不断;海岸雾气能湿润叶片、减轻负担,最高的红杉因此多长在海边。

这一微观尺度由表面张力和毛细现象主导,其应用正催生"微流体"研究。糖尿病试纸吸血测糖即基于毛细现象;哈佛大学乔治·怀特塞兹团队研制出邮票大小的纸基试纸,用亲水通道把一滴血分配到各测试区,显色结果可拍照发给专家诊断,成本低、免耗能、用后可烧毁。本节的启示是:解决问题时先选定最合适的尺度,用相应的物理规则把问题简化。

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