第十五章(2 / 3)

蛋白質和多肽在生物體中常常是複雜的混合物,研究它們遇到的第一個困難就是難以分離。科學家經過反複研究,製造了一種專門分離蛋白質和多肽的分子篩。這種分子篩是有機高分子化合物,叫做交聯葡聚糖。交聯葡聚糖在水中浸泡後膨脹,形成多孔凝膠。當蛋白質溶液接觸凝膠顆粒時,較小的分子鑽進凝膠孔隙中,較大的分子就鑽不進去,而且分子越小鑽人孔隙的部位越深。用水不斷洗脫,分子大的蛋白質先洗下來,然後依分子大小的順序逐漸洗脫,分別收集不同時間流出的溶液,就得到分子大小不同的各種蛋白質,達到分離的目的。

有一種叫冠醚的有機化合物,它們的分子中含有氧。冠醚的分子像一頂王冠,王冠的中間是空心的,某些大小合適的分子或離子可以鑽進去和冠醚形成穩定的絡合物。這樣,本來不溶於有機溶劑的鹽類,如氰化鉀等就提高了在有機溶劑中的溶解性,使一些化學反應得以被催化。

神奇的人工膜

生物體中的生物膜,在物質的分離、輸送和濃縮等方麵表現出驚人的技能。它像一個優秀的“采購員”,凡是自己需要的就拱手相迎,自己不需要的就拒不接收;對於有用的養料采取“隻進不出”,無用廢物卻又“隻出不進”;而且輸送的速度之快令人歎服。生物膜具有特殊的選擇性、高度的定向性和極大的滲透性。

模擬生物膜的奇特功能,就能為人們提取和富集分散狀態的元素提供新技術。70年代,人們在模擬生物膜的結構和功能的研究方麵取得了重要成果,並且發展形成了利用人工膜的分離技術——液膜分離。它具有高效、快速、專一等特點,在廢水淨化處理方麵已經具有工業規模。

那麼,液膜怎樣實現廢水淨化的呢?當一小滴水溶液被一層薄薄的油膜包裹起來以後,這一小滴水溶液就受到油膜的“保護”,可以在其他的水溶液裏“暢遊”了,這層油膜人們就稱它為液膜。以處理含酚的廢水為例,當包含著氫氧化鈉水溶液的油珠被放到含酚的廢水裏時,靠著表麵活性劑的幫助,形成了一種表麵活性劑液膜,把水和廢水隔開,而廢水中的酚卻能很快地通過液膜“鑽入”水珠,與氫氧化鈉反應生成酚鈉,再也不能“回去”了。這種反應不斷地使酚的濃度降低到零,從而把廢水中的酚和水高效、快速地分離開來。

利用人工膜處理廢水僅僅是應用液膜分離技術的一例。事實上,液膜在濕法冶金、鈉的提取、有機物分離,人工肺、人工腎、長效藥和解毒劑的製取方麵,都得到了廣泛的應用。

滅火“神水”和“神粉”之謎

人們通常救火用的是水,然而,在有些失火現場,水卻顯得無能為力了。例如,電線短路引起的火災、油庫失火、石油井噴起的火災,以及化學試劑燃燒起火等等。有經驗的消防戰士是不隨便使用其他方法滅火的。滅火,一要最大限度的降低燃燒物的溫度,使溫度盡快地降到可燃物著火點以下,另一方麵設法使可燃物與空氣(或幫助燃燒的物質)隔絕。我們非常熟悉的泡沫滅火劑,就是含有大量泡沫的二氧化碳,射到燃燒物表麵,即將燃燒物與空氣隔絕,同時又降低燃燒物的溫度,從而達到滅火的目的。

井噴,是石油工人最感威脅的事故。高壓地下石油從井口噴出,在瞬間,隻見數十米高的“火龍”騰空而起,水,此時已無能為力了,一般化學滅火劑是無能為力的。此時,就會有身穿石棉服的工人,手提一種神秘藥水,迅速地將它從井管注入井下,不多長時,火舌逐漸縮短,最後熄滅。井噴也停止下來。這種神秘藥水為什麼有如此神力?原來,這就是被石油工人譽為滅火“神水”的液膜。

液膜,大家其實並不陌生。日常所用的洗衣粉、肥皂產生的泡沫就是一種液膜。不過,這種膜很不穩定,一吹就破。