石油泄漏，為什么要捐頭發(fā)呀？

在地球生命的漫長(zhǎng)進(jìn)化史中，頭發(fā)的出現(xiàn)不過是個(gè)微不足道的事件。對(duì)于絕大多數(shù)動(dòng)物來說，毛發(fā)也不過是防護(hù)、保暖或吸引異性的工具。

然而，對(duì)于人類來說，頭發(fā)的作用不止于此。

你覺得長(zhǎng)頭發(fā)只是為了舒適好看嗎？其實(shí)頭發(fā)也是有內(nèi)涵的！2022年1月14日，湯加火山爆發(fā)引發(fā)的海嘯波及全球。遠(yuǎn)在10,000公里外的秘魯利馬海岸，也未能幸免。海浪沖擊了一艘正在卸載原油的油輪，導(dǎo)致6,000多桶原油泄漏到海洋中。秘魯太平洋沿岸的21個(gè)海灘受到漏油污染，造成了“近代史上最嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難”。

圖源：USA TODAY

面對(duì)艱巨的漏油清理任務(wù)，秘魯政府提出了一個(gè)出人意料的解決方案——號(hào)召市民捐獻(xiàn)頭發(fā)！

秘魯女孩捐獻(xiàn)長(zhǎng)發(fā)以協(xié)助油污清理
圖源：Bloomberg Quicktake

漏油為什么要捐頭發(fā)？原來，秘魯政府是想把頭發(fā)做成大型香腸狀的裝置，用來放到海洋中吸收油污，從而凈化海水。

圖源：euronews

這種香腸狀裝置能處理漏油，皆因?yàn)轭^發(fā)能吸油。此發(fā)現(xiàn)主要?dú)w功于一位Tony老師。1989年3月，美國(guó)?？松镜摹鞍？松ね郀柕掀潯碧?hào)油輪在阿拉斯加附近撞上一塊礁石，導(dǎo)致1100萬加侖的石油泄漏。一位叫菲利普·麥克洛里（Phillip McCrory）的資深理發(fā)師看了電視轉(zhuǎn)播，畫面里的海獺渾身浸透了油。這給了他靈感：動(dòng)物的毛發(fā)可以吸油，那么人的頭發(fā)也可以嗎？

全身披著厚厚石油的海獺 圖源：www.core77.com

于是這位Tony老師做了個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果令人吃驚：頭發(fā)不僅能吸油，能吸得還不少！經(jīng)計(jì)算，平均每1公斤頭發(fā)可以吸收8公斤的油！并且他發(fā)現(xiàn)，頭發(fā)會(huì)吸附而不是吸收石油。也就是說，油不是與頭發(fā)結(jié)合，而是在頭發(fā)表面聚集，只需將油從頭發(fā)中擠出即可輕松回收。

圖源：imgur.com麥克洛里發(fā)現(xiàn)了與他的想法相似的專利，這些專利涉及用羊毛和鴨毛等材料吸油，但它們的吸附性不如人的頭發(fā)。他將自己的發(fā)現(xiàn)提交給美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA），并獲得了進(jìn)一步的證實(shí)。隨后，麥克洛里開發(fā)出了吸油的“發(fā)墊”裝置，并于1993年申請(qǐng)了專利。

圖源：howstuffworks

那么問題來了，為什么頭發(fā)能大量吸附石油，而不吸收水呢？這是由頭發(fā)的“吸油精”結(jié)構(gòu)特性決定的。頭發(fā)的65%~95%是由角蛋白組成的，具有極強(qiáng)的疏水性；而油主要是由各種烴類組成的疏水類物質(zhì)。根據(jù)相似相溶的原理，頭發(fā)親油疏水，天生就喜歡和油混在一起，飽受油頭困擾的小伙伴應(yīng)該深有體會(huì)吧。

圖源：ca.style.yahoo.com

同時(shí)，頭發(fā)的表面并不光滑，每根頭發(fā)表面都布滿孔洞和裂紋。頭發(fā)的最外層通常由2到4層的鱗片組成，這些鱗片就像微小的吸盤，能夠讓頭發(fā)與油充分接觸并有效地吸附油脂。因此，頭發(fā)成了天然的“吸油海綿”，在水中的吸油效果甚至優(yōu)于其他化學(xué)吸油劑，簡(jiǎn)直是清理漏油的神器。

頭發(fā)鱗片示意圖&顯微照

圖源：參考文獻(xiàn)[4]

如果說麥克洛里發(fā)現(xiàn)了頭發(fā)能夠處理石油，那么真正將這項(xiàng)技術(shù)推廣并發(fā)揚(yáng)光大的，是一個(gè)名為 “Matter of Trust”的非營(yíng)利組織。該組織的創(chuàng)始人莉薩·戈蒂埃（Lisa Gautier）找到麥克洛里，邀請(qǐng)他開展了一系列關(guān)于頭發(fā)吸附石油的研究和試驗(yàn)，并推廣和使用相關(guān)技術(shù)，以解決環(huán)境問題。

左：頭發(fā)吸油發(fā)現(xiàn)者麥克洛里右：“Matter of Trust”創(chuàng)始人莉薩·戈蒂埃圖源：matteroftrust.org

石油回收裝置

圖源：matteroftrust.org

頭發(fā)吸油具有環(huán)保無害、高效吸附且成本低廉（主要依靠捐贈(zèng)）的優(yōu)點(diǎn)。在1998年加利福尼亞州漏油事故、2007年舊金山灣漏油事故以及2010年墨西哥灣漏油事故等事件中，在Matter of Trust等組織的號(hào)召下，大量頭發(fā)被用來制作吸油墊，并投入到漏油清理工作中，發(fā)揮了舉足輕重的作用。

2010年墨西哥灣漏油事故后，美國(guó)西密歇根州的民眾自發(fā)組織捐獻(xiàn)頭發(fā) 圖源：www.mlive.com

雖然如此，頭發(fā)吸油技術(shù)并沒得到大面積推廣。首先，據(jù)說一個(gè)人的頭發(fā)一個(gè)月大概長(zhǎng)1.25厘米，一年才長(zhǎng)50 g左右（在不斷生長(zhǎng)、沒有脫落的理想情況下?。?，一個(gè)人至少要長(zhǎng)20年才能攢1公斤頭發(fā)！所以，收集足夠量的頭發(fā)需要大量的時(shí)間和人力。其次，頭發(fā)吸油墊主要適用于表面油污的吸附，對(duì)于深層或分散的油污，其效果有限。另外，在大規(guī)模突發(fā)性的漏油事故中，頭發(fā)難以迅速大量獲取，化學(xué)吸油劑反而更為高效和便捷。

廣泛應(yīng)用的吸油墊通常由不同厚度的聚丙烯制成，墊子由單層或多層聚丙烯纖維編織而成 圖源：www.absorbentsonline.com

化學(xué)吸油劑用于吸附或溶解油污，常見的材料包括聚丙烯（PP）、亞麻纖維、聚酯類合成纖維以及沸石等。處理漏油還要用到分散劑、固化劑和中和劑等——這些化合物通過降低油水界面的表面張力、形成固態(tài)物質(zhì)或改變油的化學(xué)性質(zhì)來處理油污?；瘜W(xué)吸油劑吸附速率快，適用于大面積泄漏，易于量產(chǎn)和使用。與頭發(fā)相比，化學(xué)吸油劑能及時(shí)響應(yīng)大規(guī)模油污事件，但可能對(duì)環(huán)境造成生態(tài)系統(tǒng)破壞，難以降解。

使用頭發(fā)堆肥富集土壤中的氮源 圖源：www.doityourself.com

其實(shí)，吸油僅是頭發(fā)的本領(lǐng)之一。在解決收集與安全性問題的前提下，頭發(fā)還有諸多用途：可吸附水中的重金屬，起到凈水作用；可作為肥料提供植物所需的氮元素，并具有防蟲效果；可用于農(nóng)業(yè)節(jié)水；可作為提取氨基酸的原料用于制藥，還可作為手術(shù)縫合線等。除此之外，你還能想到頭發(fā)的哪些用途呢？歡迎在評(píng)論區(qū)補(bǔ)充～

參考文獻(xiàn)

[1]Hair Matters Program History | MatterofTrust.org

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作者：紀(jì)明華，中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院博士

策劃&編輯：小小蒲公英

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