指紋在生活中有哪些用處 何謂指紋區(qū)?它有什么特點和用途?
何謂指紋區(qū)?它有什么特點和用途?紅外光譜指紋區(qū)(1300~400cm-1,7.69~ 25微米)的吸收峰具有特征性,可用于區(qū)分不同化合物結構上的細微差異。就像人的指紋一樣,叫做指紋區(qū)。指紋區(qū)域的情況不
何謂指紋區(qū)?它有什么特點和用途?
紅外光譜指紋區(qū)(1300~400cm-1,7.69~ 25微米)的吸收峰具有特征性,可用于區(qū)分不同化合物結構上的細微差異。就像人的指紋一樣,叫做指紋區(qū)。
指紋區(qū)域的情況不同。這一地區(qū)的山峰眾多而復雜,沒有強烈的特征。它們主要是由一些單鍵C-O,C-N,C-X(鹵原子)的伸縮振動,C-H,O-H等含氫基團的彎曲振動,C-C骨架的振動引起的。當分子結構稍有不同時,該區(qū)域的吸收也略有不同。
指紋區(qū)域對于區(qū)分結構相似的化合物非常有幫助。在特征區(qū)域確定的基團或化學鍵的存在,可以通過尋找指紋區(qū)域的相關吸收峰來進一步證明,也可以確定化合物的精細結構。它被廣泛用于通過紅外光譜識別結構和醫(yī)學領域。
指紋能增加摩擦力嗎?
作為人類幾乎獨一無二的標志,指紋的作用(至今沒有兩個人的指紋相同)一直被人們津津樂道。其中有一個廣為流傳的功能:增加手指與物體的摩擦力。
這個結論看起來很正確,因為我們學過的摩擦力的公式是:Fμ×Fn(Fn是正壓力,不一定是重力),μ可分為動摩擦力和靜摩擦力。
其中,μ與物體的材質和粗糙度有關。手指上的指紋越多,意味著越粗糙,自然,摩擦力也就越大。
然而現(xiàn)實中并非如此。
對于兩塊鐵和木頭這樣的物體,上述公式無疑是正確的。然而,我們的手指不是鐵塊,而是,嗯,肉塊?;蛘哒f,我們的手更像橡膠。
最近,英國曼徹斯特大學的羅蘭·恩諾斯(Roland Ennos)和學生彼得·沃曼(Peter Warman)進行了一項指紋摩擦測試,得出了一個不同且相反的結論。
通常,兩種固體材料之間的摩擦涉及法向應力。因此,Ennos 實驗方案是讓沃曼把他的手指放在有機玻璃上,然后沿著沃曼 并記錄摩擦力的變化。
同時,恩諾斯設計了一種儀器,可以產生一系列由弱到強的應力。然后他修理了沃曼 的食指放在儀器上,進行了摩擦實驗。原來一般對指紋功能的理解是不正確的。一般來說,手指與有機玻璃之間的摩擦力與其界面間的法向壓力成正比。然而,實驗結果出人意料。隨著法向壓力的增加,摩擦力只略有增加。
所以恩諾斯猜測手指表面的彈性更類似于橡膠。那么,它的摩擦力和接觸面積成正比嗎?
經過對寬窄有機玻璃樣條的摩擦實驗,結果表明它與一定程度的壓力成正比。
其實由于指紋的存在,手指區(qū)域的皮膚是溝壑狀的。是的,手指與物體表面的接觸面積只有手指光滑表面的三分之一。換句話說,如果手指上沒有指紋,皮膚與物體的接觸面積會增加。這說明指紋絕不會有助于增加摩擦。相反,可能是為了減少摩擦。
從人類發(fā)展歷史的角度來看,恩諾斯認為指紋可能在人類進化過程中幫助抓住了粗糙的表面,比如樹皮。
指紋的存在使得手指區(qū)域的皮膚更容易伸展變形,保護手指區(qū)域的皮膚免受巨大摩擦力的傷害。
此外,指紋可能會將水分保留在手指中心,從而有助于在潮濕的環(huán)境中抓握物體。另一位研究人員認為,指紋可以增加手指的觸摸靈敏度。
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