手指变皱的背后有奥秘

不论是泡澡，还是洗衣服，时间一长，你会发现你的手指会从饱满圆润变得皱巴巴的，像是一时之间，青春靓丽的少女脸蛋变成了满脸皱纹的麻脸老太婆。这是为何?

一般人都能想到，这是手指皮肤吸水膨胀导致的，但是如果仔细想一想，你会感觉这其中深藏奥秘：一般的物质吸水膨胀后，会变得结构松散，缩水后，又会褶皱重重，无法回到原来的状态。有的材料甚至会在水中散开，例如纸张会吸水，即使是1毫米厚的纸，也无法做成纸杯，因为泡水时间久了，纸就会漏水，除非给纸杯涂上一层防水的膜。但手指表皮虽然会变皱，却照样起到表皮的作用，有效地阻挡着外界的物质(包括水)进入内部，否则，你的手指就不是变皱，而是吸水变胖了。另外，观察一下，往往只是手指或手掌的皮肤在泡水后变皱，其他部位的皮肤并不会这样。

看来，手指的表皮拥有着独特的结构，既不像普通的吸水物质，也不像其他部位的皮肤。以前，科学家对于手指角蛋白到底以什么结构组成，为什么具有胀而不散的能力，并不清楚。现在据澳大利亚国立大学的科学家分析，手指的角蛋白结构竟然与美国宇航局在太空探索时常用的一种材料结构相似!

独特结构带来超轻超强的性能

人类进入太空时代以来，超轻超强的材料成了研究的重点。1970年代，美国宇航局的物理学家由肥皂泡现象得到启发，提出了一种独特的结构。

肥皂泡由于表面张力的缘故，总是尽可能地缩小自己的表面积，如果把一个铁丝立方体框架放入肥皂水中，再捞出来，立方体框架中的肥皂膜会呈现出一种有趣的结构，由于肥皂膜是透明的，我们可以看到肥皂膜相互紧贴，内部有一条条螺旋通道。由此结构，科学家再利用数学工具，设计出了一种在固定的框架中表面积最小的结构，这种结构被叫做“螺旋回转体”。由于表面积最小，采用这种结构的器材可以耗材最少，最轻，但却具有很强的抗压抗拉性能。

这种结构由一个个螺旋通道和螺旋面组成，每个螺旋通道都是四通八达，通过一个通道可以进入其它各个通道。进入其中，你感觉像是在钻田螺，又像是在走迷宫。在这种结构中，你找不到任何交叉的面、线。每个螺旋通道都可以穿入导线、电线，采用这种结构的器材，仪器布线是很容易、很整洁的。因此这种结构被广泛用于太空使用的器材设计。

独特结构为蝴蝶带来缤纷色泽

十几年前，人们在显微镜下观察蝴蝶的色斑，发现蝴蝶翅膀上的色斑结构竟然与螺旋回转体非常相似，直到2010年6月，美国耶鲁大学的研究者在能够分辨三维结构的显微镜下观察，证实蝴蝶翅膀的色斑结构确实也是采用了螺旋回转体的结构!没想到，人类设计的结构竟然与自然界的设计者不谋而合。

蝴蝶翅膀上的螺旋回转体是由翅膀细胞分泌的，纳米大小。小螺旋回转体凭借其特殊的结构，会对不同颜色的光进行反射和引导，使它反射回来的光呈现出一定的颜色。而且小螺旋体的形状和大小稍有差别，就会使反射回来的光呈现出不同的颜色。

通过这些，科学家明白，这种螺旋回转体在纳米范围内，还可以呈现出各种各样的色彩，可以用它作为永不褪色的颜料。这意味着，以后的色泽可以告别颜料时代，鲜艳的衣服再也不会因为水洗而褪色了。

手指表皮也采用独特结构

如今，科学家的观察和分析又告诉我们，我们手指的表皮角蛋白竟然也是采用了这种螺旋回转体结构扭转的。就是说，角蛋白纤维好像是穿过了螺旋回转体的螺旋通道，纠缠编织成了一种麻花，之后再让螺旋回转体隐形，就只剩下麻花了，这种麻花具有最小的表面积。但是当角蛋白吸水后，扭曲的角蛋白纤维会伸直，每条角蛋白纤维伸直后，这种麻花的体积竟然会膨胀为原来的7倍!这膨胀了7倍的表皮当然需要皱一皱才能在手指上摆放得下。

但螺旋回转体麻花的结构还是原来相互纠缠的结构，只是每条角蛋白伸直了而已，因此表皮的功能还是完好。当皮肤离开水一段时间后，角蛋白中的水分逐渐散失，角蛋白又会变为原来的扭曲状态，于是我们的手指又回到了原来的饱满圆润状态。（文章内容来源于大科技杂志社。）