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指纹在生活中有哪些用处 何谓指纹区?它有什么特点和用途?

浏览量:2920 时间:2023-04-10 09:47:13 作者:采采

何谓指纹区?它有什么特点和用途?

红外光谱指纹区(1300~400cm-1,7.69~ 25微米)的吸收峰具有特征性,可用于区分不同化合物结构上的细微差异。就像人的指纹一样,叫做指纹区。

指纹区域的情况不同。这一地区的山峰众多而复杂,没有强烈的特征。它们主要是由一些单键C-O,C-N,C-X(卤原子)的伸缩振动,C-H,O-H等含氢基团的弯曲振动,C-C骨架的振动引起的。当分子结构稍有不同时,该区域的吸收也略有不同。

指纹区域对于区分结构相似的化合物非常有帮助。在特征区域确定的基团或化学键的存在,可以通过寻找指纹区域的相关吸收峰来进一步证明,也可以确定化合物的精细结构。它被广泛用于通过红外光谱识别结构和医学领域。

指纹能增加摩擦力吗?

作为人类几乎独一无二的标志,指纹的作用(至今没有两个人的指纹相同)一直被人们津津乐道。其中有一个广为流传的功能:增加手指与物体的摩擦力。

这个结论看起来很正确,因为我们学过的摩擦力的公式是:Fμ×Fn(Fn是正压力,不一定是重力),μ可分为动摩擦力和静摩擦力。

其中,μ与物体的材质和粗糙度有关。手指上的指纹越多,意味着越粗糙,自然,摩擦力也就越大。

然而现实中并非如此。

对于两块铁和木头这样的物体,上述公式无疑是正确的。然而,我们的手指不是铁块,而是,嗯,肉块。或者说,我们的手更像橡胶。

最近,英国曼彻斯特大学的罗兰·恩诺斯(Roland Ennos)和学生彼得·沃曼(Peter Warman)进行了一项指纹摩擦测试,得出了一个不同且相反的结论。

通常,两种固体材料之间的摩擦涉及法向应力。因此,Ennos 实验方案是让沃曼把他的手指放在有机玻璃上,然后沿着沃曼 并记录摩擦力的变化。

同时,恩诺斯设计了一种仪器,可以产生一系列由弱到强的应力。然后他修理了沃曼 的食指放在仪器上,进行了摩擦实验。原来一般对指纹功能的理解是不正确的。一般来说,手指与有机玻璃之间的摩擦力与其界面间的法向压力成正比。然而,实验结果出人意料。随着法向压力的增加,摩擦力只略有增加。

所以恩诺斯猜测手指表面的弹性更类似于橡胶。那么,它的摩擦力和接触面积成正比吗?

经过对宽窄有机玻璃样条的摩擦实验,结果表明它与一定程度的压力成正比。

其实由于指纹的存在,手指区域的皮肤是沟壑状的。是的,手指与物体表面的接触面积只有手指光滑表面的三分之一。换句话说,如果手指上没有指纹,皮肤与物体的接触面积会增加。这说明指纹绝不会有助于增加摩擦。相反,可能是为了减少摩擦。

从人类发展历史的角度来看,恩诺斯认为指纹可能在人类进化过程中帮助抓住了粗糙的表面,比如树皮。

指纹的存在使得手指区域的皮肤更容易伸展变形,保护手指区域的皮肤免受巨大摩擦力的伤害。

此外,指纹可能会将水分保留在手指中心,从而有助于在潮湿的环境中抓握物体。另一位研究人员认为,指纹可以增加手指的触摸灵敏度。

(图片均来自网络,侵权必删。)

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