“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏。千门万户曈曈日，总把新桃换旧符。”春节已至，今年你是用什么贴春联的呢？
过大年！贴春联！
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在印象中，小时候家里都是用大米或者糯米，加上水熬成糨糊，或者简单点，直接用稀饭，涂在春联背面，这样就能牢牢地贴在墙上。有相同记忆的小伙伴举个手~（小编举手）
小时候我家就是用这种糨糊贴春联的，你有类似的记忆嘛
图源：tuchong.com——@榴莲小公主
等到大学毕业时，要在材料上贴照片，手头一时没有胶水。灵机一动，扣了点早上吃剩的稀饭，用它把照片贴了上去，果然非常管用！是什么让香喷喷的粮食摇身一变成了具有粘性的胶水呢？
粘性的产生，通常与其中的高分子物质有关。像大米或者糯米，其中含有大量的淀粉。淀粉也是一种高分子物质，它的分子是由许多葡萄糖单元聚合而形成。如果葡萄糖首尾相连，形成“一字长蛇阵”，这种就叫直链淀粉。如果葡萄糖形成的分子链像树一样，有“主干”，有“枝条”，这种就叫支链淀粉。
淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉，如同它们的名字，两者形态区别一目了然
图源：vibaike.com
常温下，淀粉分子很难分散于水中，是不溶于水的。但把淀粉颗粒与水混合，再加热到一定温度后，淀粉颗粒会迅速吸水膨胀。这时水分子会钻进淀粉分子间的缝隙里，打乱它们之间原本的排列状态。当膨胀到一定程度，淀粉颗粒会发生破裂，许多淀粉分子便跑出来分散在水中。
就像洗澡时冲下的头发丝一样，这些跑出来的淀粉分子链也会互相缠绕、联结，在水里形成一个网络状结构，彼此之间通过分子间作用力相互牵扯。这种微观结构的变化也带来了水溶液性质的改变，整体变成了具有粘性的糊状物质。这一过程被形象地叫做“糊化”。
淀粉糊化过程中淀粉颗粒膨胀然后破裂，
造成整体溶液的粘度变化
图源：zhihu.com——@全球烘焙指南
用这种淀粉糊把春联贴在墙上，等到水分都挥发了后，剩下的淀粉分子会通过分子间的作用力，一只手拽住春联，另一只手拉住墙面，从而让它们紧密地贴合在一起。
通过分子间作用力，
糨糊里的高分子链将对联与墙面紧密结合
图源：作者绘制
对于支链淀粉，由于分子结构上存在许多分岔，使得分子间缝隙也越多，水分子更容易钻入其中。因此，支链淀粉比直链淀粉更容易发生糊化，糊化后的粘性也更强。
不同粮食中直链淀粉与支链淀粉的占比也不尽相同。我们经常吃的大米中直链淀粉含量一般在10%~20%，而糯米中几乎全部为支链淀粉！所以糯米的粘性更高，用来贴春联会比用大米更加牢固。（但是不能浪费粮食哦）
仅仅用来贴春联就有点小看糯米的粘性了。在古代，将糯米汁液掺进沙土里能让楼房、城墙更加结实。北京故宫、明长城、南京城墙中，都发现了糯米的身影。在以粮食为头等大事的古代，糯米可算是非常宝贵的建筑材料呢。
南京明城墙中就检测出了淀粉类物质
图源：扬子晚报/紫牛新闻
除了粮食做的糨糊，还有许多其他的天然胶水。《考工记》中有记载，“鹿胶青白，马胶赤白，鼠胶黑，鱼胶饵，犀胶黄”。比如，这里的鱼胶，是一种从鱼鳔中提炼出的具有粘性的物质，在古代广泛地用来对船体进行防水处理与修补。
而到了现在，这种天然胶水的使用范围也越来越小了，人们更多使用的是工业生产的胶水，其中就有大名鼎鼎的502胶水，它的主要成分是α-氰基丙烯酸乙酯。当502胶水与空气中的水汽接触后，其中的小分子物质会迅速发生反应，互相手拉手，聚合形成高分子长链，带来强大的粘性，快速地将物体表面粘结起来。所以不用的时候，需要把502胶水密封保存，避免让它接触到水汽而失效。
502胶水，你被它粘过手嘛
图源：baijiahao.baidu.com
其实可以发现，无论是天然胶水，还是工业胶水，它们粘性的原理都是相似的，都是依靠其成分中高分子链间的分子间作用力，把不同物体表面牢牢抓住，形成牢固的结合。不同胶水中高分子链的性质也不相同，从而带来粘性上的差异。
除了胶水本身的成分外，影响胶水粘合效果的因素还有很多。有周围环境的因素，比如温度、湿度；也有待粘合物体的表面性质，比如粗糙程度、孔隙程度、胶水在表面的浸润程度，等等。这些因素对粘合效果的影响非常复杂，一不留神，可能家门口的春联就贴不牢了。
这时如果你问我，这么多胶水种类，到底哪种用来贴春联是最好的？众口难调，也许每家有每家的考虑，很难得出一个统一的答案。但自然界中的壁虎，已经从亿万年的进化中，找到了属于它们的完美选择。
壁虎能够把自己花式贴在各种各样的墙面上。更重要的是，它不仅能贴住，还能随时松开，在墙面上自由地走动，想去哪里就去哪里。
壁虎的脚上是用了啥胶水吗？
为啥它能在墙上飞而不会掉下来？
图源：sohu.com
通过放大壁虎的脚，能观察到不计其数的刚毛，每根刚毛的末端，又分化出更多的小绒毛。每根绒毛与墙面通过靠近的分子之间的弱相互作用力（范德华力）进行吸附。由于绒毛数量众多，极大地增加了与墙面的接触面积，从而在脚掌上累计产生了相当可观的总吸附力。
壁虎，动物界的贴合大师，也许能帮助我们找到贴春联的完美办法
图源：参考资料[2]
并且，壁虎还有一套特殊的抬脚方式，能够轻松地与墙面脱离。脱离后这些刚毛结构仍保持完好，不影响下次粘附效果。反观我们每年清除去年贴春联时在墙上的残留，还得费上好大的一通力气，撕下来的旧春联也不能再贴上了。这么一比好像壁虎确实技高一筹。
这里面仍存在许多未解之谜，等待科学家在未来给我们解答。希望在未来壁虎能帮助我们找到贴春联的完美办法。
最后祝大家春节快乐，兔年吉祥，阖家安康！
参考资料：
1. https://www.sohu.com/a/441844732_162758
2. Campolo, D., Jones, S. D. & Fearing, R. S. 2003 Fabrication of gecko foot-hair like nano structures and adhesion to random rough surfaces. In IEEE Nano 2003 August 12–14, vol. 2, pp. 856–859. San Francisco, CA: IEEE.
作者：危安然，上海交通大学工程力学博士生
鸣谢：吴洋，上海大学环境与化学工程学院副教授；秋山云
责编：舱
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来源：上海科技馆
编辑：万象
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