蜘蛛侠的丝是湿垃圾还是干垃圾

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  擦过鼻涕的纸巾,应该把它扔到哪个垃圾桶?

  一只吃完的小龙虾,又该扔到哪?

  粘了蟑螂的蟑螂盒呢?又或者,用过的外卖盒呢?

  以下是正确答案:擤过鼻涕的纸巾是干垃圾;小龙虾不管吃没吃完都是湿垃圾;蟑螂盒可回收,但需要把蟑螂拨下来,因为它们是湿垃圾;用过的外卖盒是干垃圾,如果清洗干净了,就是可回收垃圾。

  放轻松,许多上海人至今答不上来,上海以外的人更答不出来。

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  2019年5月3日,上海,生活垃圾分类投放

  更有人调侃自己已经进入了“看什么都是垃圾”的境界,以至于看新上映的《蜘蛛侠:英雄远征》时,也会冒出一个问题“蜘蛛侠的丝是什么垃圾?”

  于是,作为一个漫威业余十级学者,我查阅了相关的资料,试图帮大家弄清楚蜘蛛侠的蛛丝到底是什么垃圾。

  蜘蛛侠的蛛丝有多牛逼

  漫威漫画体系庞大复杂,蜘蛛侠有不同代际、设定、及时间线,情节更是难以穷尽。受限于篇幅,我们的讨论范围限于已上映的三个蜘蛛侠系列电影:2002-2007年的托比马奎尔版,2012-2014年的安德鲁加菲尔德版(简称“加菲版”),以及最新的汤姆赫兰德“荷兰弟”版。

  在讨论这种特殊“蛛丝”具体是什么之前,我们需要了解它有什么特点,或者说,这种蛛丝有多牛逼。

  荷兰弟是当下炙手可热的鲜肉代表。想必很多人都还记得,他扮演的蜘蛛侠在上一部电影中的高光时刻:拉住华盛顿纪念塔里下坠的电梯。

  image.php?url=0MbwqBqcQh“荷兰弟”版蜘蛛侠拉住华盛顿纪念塔里下坠的电梯,救了自己的老师和同学 / 《蜘蛛侠:英雄归来》

件呢?

  我们从难度系数最小的动作开始:蜘蛛侠拽着他的蛛丝,在纽约高低参差的建筑丛中自在飞荡。这是他的招牌动作,也是贯穿所有剧情的蜘蛛侠基本功,外国学生研究了这一运动过程中蛛丝的张力。

  他们采用电影里的一幕进行测算:蜘蛛侠站在6层楼高、18米的建筑物屋顶上。并把蛛网射到7层楼高、21米的起重机,想要荡到对面3米高的一层建筑楼顶[1]。

  image.php?url=0MbwqBXP7v托比马奎尔饰演的蜘蛛侠,在刚获得蜘蛛侠超能力后,练习运用蛛丝在大楼间来往 / 2002年《蜘蛛侠1》

  这一过程中,蜘蛛侠的基础势能为9996焦耳,摆荡到底点时的速度为17.15米每秒,蛛丝的张力为1777牛顿[1]。

  考虑到蜘蛛侠常在落差更大的楼宇间来往,摆动速度会更快,因此,蛛丝的张力极限必然大大高于这一数据。

  我们来看蛛丝的第二种常见用途:接住下落的物体,物体在电影中可以是人,是车,或者,是华盛顿纪念塔里载着人的电梯。

  “加菲”版电影中,蜘蛛侠曾用网接住下坠的汽车。东南路易斯安那大学的物理学副教授瑞德阿兰进行了计算,假设一辆2000千克重的汽车,坠落1秒后被接住,这意味着蛛网的张力至少要达到39,200牛顿[2]。

  image.php?url=0MbwqBlZJr“加菲”版蜘蛛侠,在桥上拉住下坠的车 / 《超凡蜘蛛侠1》

  在“荷兰弟”版《蜘蛛侠:英雄归来》里,蛛网的强大张力同样得到了体现,他用蛛网拉住载着他老师和同学坠落的电梯,估算总重也是2000千克左右。

  以上都是普通模式下的蛛网能力探索,接下来是荷兰弟在电影中的开挂场面:拽紧蛛网,牵住被劈成两半的巨轮,保护它不倒入海中。

  image.php?url=0MbwqBDOYf“荷兰弟”版蜘蛛侠徒手牵住撕裂的巨轮 / 《蜘蛛侠:英雄归来》

  昆士兰科技大学的教授迈克尔米尔福德,带着他的一名学生进行了测算,斯塔顿岛渡轮的重量约为3200吨,假设不考虑水对轮船的任何支持力,并考虑船刚刚被切成两半的时刻,即船的两半向外倾斜之前,连接两侧的蛛网将受到31,392,000牛顿的拉力[3]。

  蜘蛛侠的蛛丝是什么做的

  那么这么无敌的蛛丝,到底是什么垃圾呢?

  别着急,我们先要搞清不同版本蛛丝的差别。是的,三代蜘蛛侠电影,蛛丝设定还有区别。

  对于新一代普通电影观众来说,他们看到的“加菲”版《超凡蜘蛛侠》和“荷兰弟”版新蜘蛛侠,蜘蛛侠都是不会自己吐丝的。

  但其实,在托比马奎尔主演的初版蜘蛛侠电影中,导演将蛛丝设定为自体分泌,即蜘蛛侠可以从前臂的腺体中自行生产出蛛丝,且蛛丝的质量和数量受到他本人健康和营养状况的限制[4]。

  也就是说,这个版本的电影中,他的蛛丝是一种有机材料,与真正的蜘蛛所产的“天然"蛛丝相似。

  image.php?url=0MbwqBtwML初代蜘蛛侠,直接从手腕射出蛛丝 / 2002年《蜘蛛侠1》

  然而真正看过漫画的漫威死忠粉会知道,第一版导演的这一设定没有遵循漫画原著。第二、三版的蜘蛛侠电影,则回归了原著蜘蛛侠本身无法产丝,而是设计出了蛛网发射器[5]。

  发射器用来发射一种的特殊化学配方,也就是“蛛网液(web fluid)”,这种液体成分未知,目前仅知道与尼龙有关,接触空气后会形成一种坚固、有弹性的纤维,并会在约一小时后自动降解[5]。

  image.php?url=0MbwqBCxG4在荷兰弟的版本中,可以明显看到他手腕上多了蛛网发射器,值得一提的是,这是托尼送给他的升级版装备哦 / 《蜘蛛侠:英雄归来》

  因此,不同电影版本里的蛛丝区别非常显然了:一种,和蜘蛛分泌的“真蛛丝”相似;一种,是人工调配的化工产品。

  有意思的是,这两种蛛丝材料其实都在某种程度上接近现实。

  老版《蜘蛛侠2》中,托比马奎尔站在飞驰的车头,往两侧的建筑不断射出蛛丝,紧紧攥在手中,形成一个阻力网,最终成功“兜住了”这辆失控的、载着众多无辜市民的列车。

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  image.php?url=0MbwqBJCUH托比马奎尔奋力停火车 / 2004年《蜘蛛侠2》

  莱斯特大学的三名研究者专门对这一情节进行了研究。蜘蛛侠要能在掉下断桥之前,拉停这架列车,蛛网需要承受大约30万牛顿的力,而它单位面积承受的作用力,即抗拉强度,为1.247GPa[6]。

  这么大的拉伸强度,自然界真的有蛛丝能达到吗?经过对比,研究者发现,现实中的蛛丝抗拉强度一般在1.1-1.5GPa之间[6]。蜘蛛侠的蛛丝和“真蛛丝”类似,某种程度上是说得通的。

  如果严格遵守漫画设定,也就是我们讨论的第二个版本蛛丝是人工调配的化学产品,那么,它具体会是什么材质呢?

  目前相关研究者和漫威发烧友们较为公认的说法,是碳纳米管绳(Carbon nanotube rope)[2]。

  image.php?url=0MbwqBiWp8加菲版的蜘蛛侠,通过蛛丝发射器来释放蛛丝 / 《超凡蜘蛛侠2》

  回到我们上文提到过的,蜘蛛侠的蛛网接住一辆下坠的车、或是载人的电梯时,所受到的张力。

  瑞德阿兰教授计算出其受力为39,200牛顿后,他假设该蛛网半径为1毫米,对比了同等单位横截面积下,其他典型材料的张力承受限度:钢缆,6503牛顿;尼龙绳,235牛顿;都远远低于受力要求,只有最大张力为198,000牛顿的碳纳米管绳,是唯一可能的材料[2]。

  蜘蛛侠的蛛丝到底是什么垃圾

  知道各个版本的蛛丝具体材料成分后,我们终于可以看看,蛛丝是什么垃圾了。

例》的要求来看,垃圾被分成四类:可回收物、有害垃圾、干垃圾和湿垃圾[7]。

  这里是上海,而不是纽约,蜘蛛侠不可能把蛛丝喷遍城市的各个角落。无处不在的志愿者、居委会大妈会要求他把蛛丝清理干净。

  那么,如果是托比马奎尔,我们的初代蜘蛛侠去扔自体分泌的蛛丝,那么他该扔到哪个垃圾箱呢?

  答案是:湿垃圾。

  自然界蛛丝的主要成分是蛋白质,与广泛存在于空气、土壤、水中的微生物接触后则易腐烂,所以属于湿垃圾。

  不过托比马奎尔扮演的蜘蛛侠纵使有再多超能力,只要在上海多待两天,就会和现在的上海人一样崩溃。

  初代蜘蛛侠自体分泌的蛛丝,会受到他个人身体和健康状况的影响[4]。假如他不慎在上海感冒,擤鼻涕时用力过猛,一不小心把蛛丝也喷到了纸巾上,那沾满鼻涕和蛛丝的纸巾,是湿垃圾还是干垃圾?

  image.php?url=0MbwqBZxXf经典场景:章鱼博士被击败后,蜘蛛侠和心上人玛丽简在蛛网上相聚 / 2004年《蜘蛛侠2》

  而二、三代蜘蛛侠,加菲和荷兰弟,在垃圾分类时可能会更加崩溃,因为他们的蛛丝成分要更复杂。

  结合研究者的成果并兼顾漫威官方的信息,他们的蛛丝应该是以碳纳米管为主,并添加了一部分尼龙材料[2,5]。

  这种蛛丝似乎和各种垃圾都沾点边,却又不完全属于任何一种垃圾。

  image.php?url=0MbwqBcTRZ各种碳纳米管的结构 / Wiki

  碳纳米管和尼龙,虽然可以回收,但它们对于回收利用都有很高的技术要求。

  奥地利一家专业从事与碳纳米管相关制造业的公司研发部门的主管克劳斯莫特纳,认为想要大量回收各种来源的合成碳纳米管废料,还将需要更多研发活动[8]。

  而尼龙不耐高温的特性,更使它无法像普通的金属、玻璃等在高温下融化,进而被制成可重复使用的形式。由于这个原因,尼龙需要彻底清洗后才能作为原材料再生[9]。

  也就是说,如果相关的处理技术,在国内的垃圾处理线未得到广泛实现,那么蛛丝怕是会被居委会大妈拒之可回收垃圾箱外。

  走不通可回收之路,二三代蜘蛛侠的蛛丝有没有可能是有害垃圾?

  image.php?url=0MbwqBumJ2《超凡蜘蛛侠1》海报截图

  这种蛛丝的主成分碳纳米管对环境或人体是否有害,一直备受学界关注。

  发表于《环境化学》上的一篇论文指出,碳纳米管对污染物较强的吸附能力,且其自身在水环境中具有稳定性,因此它和它吸附的污染物在环境中会有更强的移动性,促进了污染物的扩散,从而可能增加环境风险[10]。也就是说,碳纳米管可能会成为一些有害污染物的载体[11]。

  美国NASA和德克萨斯大学医学院的一项联合研究也认为,人造或产生自燃烧环境的碳纳米管,可能对人体健康产生不利影响,尤其是对于呼吸道、心肺功能[12]。

  可是根据设定,这样一种能在1小时后自动降解的蛛丝,说它属于湿垃圾似乎也没问题。

  毕竟,是否容易被降解,是区分干湿垃圾的一项重要标准,不然为啥茶叶包无论干湿,都属于干垃圾呢?

  image.php?url=0MbwqBzeMK加菲刚发现自己身体变异、还没掌控好蜘蛛侠超能力时,曾经查了很多关于“蜘蛛咬伤”的资料,现在,他大概要花更多时间查“垃圾分类”了 / 《超凡蜘蛛侠》

  于是我们的“加菲”版蜘蛛侠和“荷兰弟”蜘蛛侠,在上海将面临着垃圾分类挑战的极限。

  如果他们射出了多余的蛛丝,想蒙混过关是不太可能的。无论是尼龙还是碳纳米管,都不易被腐蚀,至少在1个小时之内,蛛丝还没自动降解之前,严格遵照标准,它仍是一种不易腐蚀的材料。

  只要居委会大妈在检查垃圾袋时较真,听不进“一小时后它就会降解”的解释,那这种蛛丝就进不了湿垃圾箱的门。

  “加菲”版蜘蛛侠和“荷兰弟”蜘蛛侠唯一能做的就是,站在垃圾桶旁边凉一凉,和居委会大妈唠唠嗑,等一小时后蛛丝自动降解,消失无踪,这样,他们就不会被居委会大妈逮住了。

  参考资料

  [1] Saronson, D., Robbins, M., Szeto, G., & Rozenberg, D. (2019). Tension in Spider-Man's Webs - The Physics Factbook. Retrieved from

  [2] Allain, R. (2019). The Physics of Spider-Man's Webs. Retrieved from

  [3] Milford, M., & Leitner, J. (2019). Spider-Man: Homecoming spins a web of fact and fantasy. Retrieved from

  [4] Peter Parker (Earth-96283). (2019). Retrieved from (Earth-96283)

  [5] Web-Shooters. (2019). Retrieved from

  [6]Bryan, M., Forster, J., & Stone, A. (2019). A2_4 Doing whatever a spider can. Journal Of Physics Special Topics, 11(1).

  [7]上海市人民代表大会. (2019). 例》. 上海: 上海市第十五届人民代表大会第二次会议主席团.

  [8]Curtis, H. (2019). Recycling carbon nanotube waste into nanocomposite plastic materials may not be easy. Retrieved from

  [9]Post-Consumer And Post-Industrial Nylon Recycling. (2019). Retrieved from

  [10]陈光才.,沈秀娥.(2010). 碳纳米管对污染物的吸附及其在土水环境中的迁移行为. 环境化学. 29(2), 2010

  [11]Kolosnjaj-Tabi, J., Szwarc, H., & Moussa, F. (2017). Carbon nanotubes: Culprit or witness of air pollution?. Nano Today, 15, 11-14. doi: 10.1016/j.nantod.2017.04.010

  [12]Lam, C., James, J., McCluskey, R., Arepalli, S., & Hunter, R. (2006). A Review of Carbon Nanotube Toxicity and Assessment of Potential Occupational and Environmental Health Risks. Critical Reviews In Toxicology, 36(3), 189-217. doi: 10.1080/10408440600570233

  

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