口红、钻石、威而钢──商品背后的科学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： John Emsley

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　　你是否曾想过，除皱乳霜真的有效吗？口红的色泽如何才能更闪亮？为什么「钻石是女人最好的朋友」？杀菌最好的方法是什么？……科普作家约翰?艾姆斯利从化妆品、饮食、闺房之乐、卫生保健等现代生活的领域中，为我们介绍了四十多种常见商品的化学成分及其功效。化妆品是否真的具有它所声称的神奇效果？水中的硝酸盐类是否会导致癌症？抗忧郁药物「百忧解」真的如他们所宣称的安全吗？诸如此类你不知道该去问谁的疑惑，读完这本书你将豁然开朗。

作者简介

约翰．艾姆斯利（John Emsley）

　　是化学家，也是科普作家，他在英国伦敦大学教授化学长达二十五年，发表过一百多篇研究论文。从一九九○年到九六年，艾姆斯利在《独立报》撰写「每日风云分子」专栏，向广大读者介绍化学对我们日常生活的影响。一九九三年，他获得「格拉索科学写作奖」，一九九四年获化学企业学会颁「科学沟通会长奖」。1995年以《顾客的商品化学指南》（Customer’s Good Chemical Guide）获得「科学图书奖」（Science Book prize），自此开启了他一系列科普作品，包括《分子博览会》（商周出版）、《谋杀的元素：毒药史》（The Elements of Murder: A History of Poison）、《这是你吃下肚的东西吗？》（Was It Something You Ate？）等等。

商品背后的科学：从日常生活到尖端科技的深度剖析 本书简介： 在光鲜亮丽的商品世界背后，隐藏着令人惊叹的科学原理、复杂的化学反应以及深思熟虑的工程设计。我们每天接触的物品，从清晨的咖啡到夜间的照明，无不凝聚着科学家和工程师的智慧结晶。本书旨在揭开这些日常必需品、奢侈品乃至工业基石的神秘面纱，深入探索它们是如何被创造、优化，并最终融入我们生活的方方面面的。 本书并非关注单一品类，而是构建了一个涵盖材料科学、生物化学、物理学以及环境工程的宏大叙事框架。我们将带领读者穿越实验室的无尘室，走进复杂的制造车间，理解从原材料提取到最终成品上市所经历的每一个关键科学步骤。 第一章：材料的魔术——结构与性能的统一 本章聚焦于构成现代世界的“骨架”——先进材料。我们将探究为什么某些材料具有超强的韧性，而另一些则轻如鸿毛但强度惊人。 1.1 聚合物的革命：从塑料到高性能纤维 我们将详细剖析聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等日常塑料的分子链结构如何决定其延展性和耐化学性。接着，我们会深入研究工程塑料，例如聚碳酸酯（PC）和聚醚醚酮（PEEK）。这些材料被广泛应用于航空航天和精密医疗器械中。我们会解释链规、结晶度和玻璃化转变温度（Tg）是如何通过精细的聚合反应条件来精确调控的，从而赋予材料特定的机械性能。 1.2 金属的冶金艺术：合金的秘密 钢铁，作为工业的血液，其性能并非天生。本节将讲解热处理（淬火、回火、退火）对钢材微观结构的影响，如碳化物的形成和晶界的转变。我们将对比传统碳钢与不锈钢中铬、镍等元素的作用机制，阐明它们如何形成致密的氧化层来抵抗腐蚀。此外，对轻质金属如铝合金和钛合金在航空结构中的应用，也会探讨其晶体结构稳定性和疲劳极限的科学评估方法。 1.3 陶瓷与复合材料：极端环境下的守护者 从高精度轴承到先进的防弹背心，陶瓷和复合材料扮演着不可替代的角色。我们将解析氧化铝和氮化硅陶瓷的离子键和共价键特性如何赋予它们极高的硬度和耐高温性。对于碳纤维增强复合材料（CFRP），我们将分析基体树脂（如环氧树脂）与纤维之间的界面粘合强度，以及层压板铺层设计对承受复杂应力的重要性。 第二章：化学的魔法师——色彩、气味与反应 商品体验往往由其化学特性决定。本章将专注于那些直接影响消费者感官和产品功效的化学过程。 2.1 色彩的科学：颜料、染料与光线的交互 色彩并非物质固有的属性，而是光与物质相互作用的结果。我们将区分有机颜料（如偶氮类）和无机颜料（如氧化铁），解释其发色团的电子跃迁机制。对于纺织品的染色过程，我们将讨论活性染料、分散染料的工作原理，以及固色剂在提高色牢度方面所起的化学作用。此外，荧光增白剂如何通过吸收紫外光并发出蓝光来“提亮”白色的科学原理也将被详尽阐述。 2.2 气味的分子密码：芳香化学 嗅觉是高度复杂的化学感知过程。本节将解构香精工业的科学基础。我们将分析醛类、酯类和萜烯类化合物作为香气“骨架”的作用。例如，天然香草中的香兰素的合成路径，以及如何通过分子模拟预测和设计新的嗅觉受体激动剂。对气味持久性的研究，则涉及挥发性有机化合物（VOCs）的释放动力学。 2.3 表面活性剂与乳化技术：稳定混合物的艺术 洗涤剂、化妆品和食品加工中都依赖于表面活性剂。我们将深入讲解表面活性剂的亲水端和疏水端结构，以及它们如何在油水界面降低表面张力，形成稳定的胶束和乳液。对临界胶束浓度（CMC）的理解，是优化清洁效率和产品稳定性的关键。 第三章：生物科技与健康产品的前沿 现代生活中，许多产品直接与人体健康和生物过程相关联。本章探讨支撑这些领域的生物化学与工程技术。 3.1 药物递送系统：精确到达目标的工程 超越传统的口服药片，现代药物更倾向于靶向输送。我们将探讨脂质体、纳米颗粒作为载体的优势，分析其粒径分布、表面电荷（Zeta电位）对生物利用度的影响。缓释技术，如渗透泵系统或可降解聚合物基质，如何通过控制药物释放速率来维持血药浓度稳定，是本节的重点。 3.2 食品保鲜的化学屏障：从抗氧化剂到包装科学 食品的保质期在很大程度上取决于对氧化和微生物生长的控制。我们将研究天然和合成抗氧化剂（如维生素E、BHT）如何捕获自由基，中断脂质过氧化的连锁反应。在包装领域，我们将讨论活性包装技术，如氧气吸收剂和湿气阻隔膜的材料科学，以及它们如何共同构建一个抑制变质的化学微环境。 3.3 个体化的生物传感器：实时健康监测 可穿戴设备和家用诊断工具的兴起依赖于灵敏的生物传感器。本章将介绍基于酶促反应的电化学传感器如何将生物信号转化为可测量的电流。对葡萄糖监测仪的深入分析将揭示其如何利用葡萄糖氧化酶的特异性来精确量化血液中的分析物。 第四章：能源与效率的优化——可持续性背后的科学 从照明到交通，效率和可持续性是驱动现代产品设计的主要动力。 4.1 光源的技术迭代：从白炽灯到固态照明 本书将详细对比不同光源的能效。在深入了解LED（发光二极管）的工作原理时，我们将重点讲解半导体材料中PN结的发光机制，以及如何通过掺杂和量子点技术来调节色温和光效。白光LED的实现，依赖于蓝光芯片激发黄色荧光粉的“量子剪辑”效应，这一复杂过程是固态照明的核心。 4.2 储能的瓶颈与突破：电池科学 锂离子电池是便携式电子产品的核心。我们将剖析正极材料（如LCO、NMC）和负极材料（石墨）的嵌入/脱出机理，以及电解液中锂盐的电化学性能。本章还将讨论固态电池的研发挑战，特别是界面阻抗的克服，以及能量密度提升的材料学路径。 4.3 绿色化学原则在产品设计中的应用 可持续性不再是口号，而是工程约束。我们将探讨原子经济性、溶剂替代（如使用超临界二氧化碳）以及催化剂设计在减少废物和能源消耗中的关键作用。这不仅仅是关于最终产品，更是关于整个生命周期中的环境影响评估。 结语：科学，塑造我们的世界 《商品背后的科学》揭示了一个深刻的现实：我们周围的一切，无论看似多么简单或复杂，都是科学方法、工程精度和化学原理的综合体现。理解这些原理，不仅能让我们成为更明智的消费者，更能激发我们对未来创新可能性的想象。本书提供了一个深入探究的视角，让你从根本上理解我们所依赖的物质世界的运行法则。

〈出版缘起〉开创科学新视野 何飞鹏
〈专文推荐〉商品背后的科学 胡纪如

前言

1.皱纹不见了！
口红
抗老化面霜：α氢氧基酸
给你丝缎般的光滑肌肤：氮化硼
防晒油与仿晒乳
脂小体

2.健康的饮食
认识脂肪
反式脂肪酸
共轭脂肪酸
维他命C
不可思议的硝酸盐

3.性爱与威而钢
一氧化氮
化腐朽为神奇的威而钢
爱情灵药
性爱元素：硒
钻石是女人最好的朋友

4.细菌大作战
消灭细菌
次氯酸盐
酚和氯酚
四级铵盐
过氧化氢
臭氧
卫浴清洁剂

5. 都是大脑在作怪
忧郁症和抗忧郁药物
百忧解
锂盐
阿兹海默症和铝
阿兹海默症的治疗

6.聚合物的化妆舞会
纸尿布和超吸水性聚合物
碳氢聚合物之ㄧ：口香糖
碳氢聚合物之二：静音道路
聚碳酸酯

后记：化学恐惧症的成因与治疗
附录辞典

　　我们通常可以借由经验，了解到生活中各类物品的功能与效用，并知道如何有效利用各项自然与人造的产物。但是我们通常只知道某些东西的效果「如何」，却不一定清楚这些天然或人造的产物，其背后运作的化学机制「为何」。《口红、钻石、威而钢──商品背后的科学》为读者精心挑选生活中不可不知的化学常识，详实恳切地描述这些神奇的化学物质，釐清大多数人的误解或疑惑。

　　举例来说，我们或许知道果酸（α氢氧基酸）可以刺激新皮肤生长、肉毒桿菌素可以消除皱纹且效果可维持几个月，但你知道这些产品的来源、作用方式，与原理吗？你知道这些产物怎么使用才会有效？多少用量才合宜？女性（还有部分男性）朋友所使用的防晒乳液、美白霜、保溼露，你们知道里面添加了什么样的化学物质，以及最适当的使用方式吗？

　　除了这些日常生活的环节之外，我们也同样会透过化学途径治疗心脏病、癌症等疾病，或是借助各种化合物直接或间接维持我们的身心健康。人体需要维他命C等抗氧化剂来中和体内的自由基，需要脂肪酸来补充免疫系统必备的花生四烯酸，也需要透过一氧化氮来放松血管肌肉，以打开心脏之血液阀，甚至供巨噬细胞来对抗细菌、病毒，与寄生虫。而外在环境也需要各种清洁剂来杀菌消毒，以维持无害的生活空间；甚至在对抗忧郁时，也有化学的解决方法。此外我们每天接触到的日常生活用品，也都依赖大量的化学研究成果设计而来。从CD到尿布、从口香糖到路面上的柏油（沥青），《口红、钻石、威而钢──商品背后的科学》为我们揭露了生活中习以为常的事物背后，令人惊奇及迷人的故事。

　　经验法则可以让我们对商品具备基本的使用依据，但了解其背后的化学原理，才能更清楚这些生活日常用品的有效范围与限制，不至被夸大不实的广告蒙骗，或是因为误用导致不良的后果。

　　读者大可以撇开这些令人不安焦躁的诱因与威胁，单纯感受化学世界里独有的迷人知性魅力，里面有许多无法亲眼目睹却真实存在的作用机制，渗透我们生活中的每一个细节，影响着我们的生命。

评分☆☆☆☆☆

这绝对是一本能够颠覆你固有认知的“硬核”科普读物！《口红、钻石、威而钢──商品背后的科学》之所以如此吸引我，在于它敢于触碰那些我们可能羞于启齿，但却又深深着迷的商品，并从最根本的科学层面进行剖析。我一直对钻石的价值和美感充满好奇，而本书的讲解则让我茅塞顿开。原来，钻石之所以珍贵，不仅在于其稀有，更在于其独特的碳原子排列方式，这种晶格结构赋予了它无与伦比的硬度和折射率，使得光线在其中发生无数次反射和折射，最终呈现出那令人炫目的火彩。作者并没有止步于简单的描述，而是深入浅出地解释了形成钻石的极端高温高压环境，以及如何通过人工合成来模拟这一过程，这其中的科学挑战和工程奇迹着实令人肃然起敬。此外，关于“伟哥”的章节，更是以一种严谨而不失人文关怀的方式，探讨了药物作用的分子机制，以及它对人类生活带来的巨大影响，这让我深刻体会到科学研究的价值和力量。这本书让我觉得，科学并非遥不可及的象牙塔，它就隐藏在我们身边，影响着我们的生活，甚至我们的情感。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正能够启发思考的图书，它将科学的严谨性与商品的趣味性完美结合，让读者在轻松愉快的阅读中，悄然提升对科学世界的认知。在我看来，《口红、钻石、威而钢──商品背后的科学》最成功之处在于，它能够将那些看似高深莫测的科学理论，以一种非常接地气的方式呈现出来。我之前对“伟哥”的认识，更多地局限于其社会影响和新闻报道，但本书却从科学的源头，揭示了它如何通过影响体内的信号传导通路，来实现其特定的生理功能。作者用生动的比喻和清晰的逻辑，解释了药物作用的分子机制，以及研发过程中所经历的漫长探索和无数次的实验。这种对科学探索过程的描绘，让我感受到了科学家们的严谨、耐心和创新精神。读完这本书，我不再仅仅将这些商品视为简单的消费品，而是看到了它们背后所凝聚的科学智慧和人类的智慧结晶，这无疑是一种全新的、更深层次的理解。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《口红、钻石、威而钢──商品背后的科学》是一本绝对不容错过的佳作！它以一种极其引人入胜的方式，将那些看似与我们日常生活疏远的科学原理，与我们最熟悉、最贴近的商品巧妙地联系起来。读这本书的过程，就像是在进行一场精彩绝伦的“解谜游戏”。我尤其着迷于关于钻石的部分，作者不仅解释了钻石的物理和化学性质，还深入探讨了它在地质形成过程中的传奇故事，以及人类如何掌握了提炼和切割钻石的技术，将自然的馈赠转化为人类的艺术品。我之前对钻石的认知，大多停留在其商业价值和象征意义上，而这本书则让我看到了它背后令人赞叹的科学原理。当作者描述到钻石的晶体结构如何决定其硬度和光学特性时，我仿佛看到了无数个碳原子在严丝合缝地排列，构成那永恒的光辉。这本书让我对“价值”有了更深刻的理解，它并非仅仅是市场供需的体现，更是由物质本身的科学属性和人类的智慧所共同赋予的。

评分☆☆☆☆☆

如果说市面上充斥着许多泛泛而谈的科普书籍，那么《口红、钻石、威而钢──商品背后的科学》无疑是一股清流，它以独特的视角和深入的挖掘，为读者呈现了一场别开生面的科学盛宴。我一直是个对生活细节充满好奇的人，而这本书恰好满足了我这种探索欲。书中对口红的分析尤其让我印象深刻，我从来没有想过，一支小小的口红，里面蕴含着如此丰富的化学知识。作者详细介绍了不同类型口红的成分构成，例如，为什么有些口红质地丝滑，而有些则哑光持久，这都与其中所含的蜡、油、颜料和特殊添加剂的比例息息相关。更让我惊叹的是，作者还谈到了口红的生物相容性以及对人体皮肤的潜在影响，这表明在追求美妆效果的同时，科学也在默默地守护着我们的健康。这种从微观的化学反应到宏观的产品体验的完整阐述，让我对这些日常用品有了前所未有的认识。

评分☆☆☆☆☆

一本让人拍案叫绝的解读！在翻开《口红、钻石、威而钢──商品背后的科学》之前，我从未想过那些我们日常生活中司空见惯，甚至认为再熟悉不过的商品，竟然隐藏着如此深邃的科学奥秘。作者以一种近乎炼金术士般的笔触，将化学、物理学、甚至心理学的原理巧妙地编织在一起，揭示了从口红那迷人的色彩是如何稳定持久，到钻石那璀璨光芒背后的晶体结构，再到“伟哥”如何精准地改变人体机能，每一个细节都充满了令人惊叹的科学智慧。我特别喜欢关于口红的部分，原来我们涂抹在唇上的那一抹嫣红，并非简单的颜料堆砌，而是经过精密配方，融合了色素、油酯、蜡类等多种成分，在保证触感、显色度、持久度以及安全性的多重考量下，才得以成为我们妆容的点睛之笔。作者并没有枯燥地罗列公式，而是用生动有趣的语言，辅以引人入胜的案例，将复杂的科学概念变得通俗易懂，仿佛一位经验丰富的向导，带领我们漫步在科学的奇幻乐园。读完这本书，我感觉自己看世界的眼光都变得不同了，那些曾经平凡无奇的商品，如今在我眼中都闪烁着科学的光芒，充满了生命的活力和智慧的结晶。