海綿是來自海水裡的植物還是動物？天然海綿長什麼樣？最常用的人造海綿——聚氨酯海綿的發明居然源自一次失敗的實驗？
天然海綿
來自海洋的遺骸
生活中，清潔鍋碗瓢盆是件惱人的事，而有一小塊海綿幫助便會輕鬆不少。但人們也常有這樣的疑問，這種長滿窟窿的東西為什麼叫「海綿」，莫非是海水裡長的棉花？其實，傳統海綿的確出自大海，但它們並非來自海生植物或藻類，而是屬於動物。對這種動物就叫海綿！
動物海綿
海綿是一類古老的動物，生物學上屬於多孔動物門。顧名思義，它們身上有無數小孔，組成複雜的溝道系統，除此之外並無真正的組織和器官。海綿有球狀、扇狀、樹枝狀等形態，一般附著於海底岩石上，海水流經這些小孔，海綿就靠濾取其中的浮游生物和氧氣為生。
海綿有多種形態
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日常使用的天然海綿實際上是海綿的骨架部分。海綿種類繁多，大部分死後留下的是硬邦邦的碳酸鈣骨架和二氧化矽骨刺，但是有兩種海綿——普通馬海綿和沐浴角骨海綿則不同，它們的骨架由蛋白纖維組成。
這些纖維在海綿死後依舊保留生前的孔狀結構，不僅不會扎人，吸飽水後還特別柔軟。人們正是利用了這一特性，把這兩種海綿製成了清潔工具。
晾晒天然海綿
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據記載，地中海沿岸的居民最早使用海綿，在荷馬史詩《伊利亞特》中就有記錄：「他（火神赫菲斯托斯）用吸水的海綿擦淨額頭、雙手。」古希臘的公共浴室中，也都備有海綿以供擦拭身體。愛乾淨的羅馬人還建起了世界上最早的的公共廁所，而便後的清潔工具，用的也是綁在木棍上的海綿。
人造海綿
渾身是洞的塑膠
天然海綿雖柔軟親和，但耐久度欠佳，只侷限於清潔皮膚。另外它的產量也是一個問題，沒法大範圍使用。如今佔領廚房的基本都是人造海綿，其中又數聚氨酯海綿最為常見。
海綿是廚房和浴室中的「常備工具」
聚氨酯海綿的發明其實源自一次失敗的實驗。上個世紀30年代，德國的拜耳博士從石油中提煉併合成了一種新塑膠——聚氨酯。為了開發聚氨酯的潛力又進行了大量實驗，在1941年的一次實驗中，原本期望能產出類似尼龍的高強度材料，不料生成的聚氨酯卻充滿氣泡，屬於失敗的「瑕疵」品。
不過人們發現，這些氣泡的多孔結構和天然海綿十分相似，同樣賦予了新材料柔軟又能吸水的特性，而聚氨酯本身耐油又耐摩擦，於是人造海綿的時代開始了。
一般而言，形狀怪異，孔隙大小不一的多為天然海綿，而裁切方正，孔隙均勻的則多為人工海綿。
海綿嬰兒：我看自己就像一塊人造海綿
現代聚氨酯海綿的製作工藝類似「發饅頭」——加入二氧化碳等氣體使原材料膨脹，併產生一個個微小的氣泡。作為工業化的產物，聚氨酯海綿產量大，價格低，比天然海綿更為耐用，一上市便廣受歡迎，從此廣大內陸地區的人們也用上了海綿。裁切好的海綿再覆上一層百潔布，就成為廚房中的刷鍋「神器」。
除了用作清潔，聚氨酯海綿還是十分理想的墊材，能加工成各種不同的形狀。它們曾在早期的航空座椅和頭盔中，用於防震緩衝，沙發和枕頭裡也都能見到它們的身影。久而久之，人造海綿逐漸替代了天然海綿。
記憶海綿
上過太空的新材料
到了20世紀70年代，人造海綿已被廣泛應用於各個領域，但科學家發現聚氨酯材料還有巨大的潛力。1966年，為緩解宇航員在飛船升空時承受的巨大壓力，美國航空航天局在原有聚氨酯海綿的基礎上，開發出了聚醚型聚氨酯海綿——「記憶海綿」，也叫做「慢回彈海綿」，這算得上人工海綿的2.0版本。
與傳統的人造海綿不同，記憶海綿受到按壓並不會馬上回彈，產生的形變會持續一段時間。因此它可以隨時與人體保持更為緊密、均勻的貼合，將壓迫感減至最輕，躺在上面有一種被包裹的感覺。
記憶海綿用力一按，就會在上面留下一個手印，一段時間後才恢復原狀。
1980年，從飛船上下來的記憶海綿最先進入醫療領域，用來製作枕頭和床墊，能使壓力均勻分佈，減輕病人的疼痛，提高睡眠質量。如今，隨著產量和技術的提升，起初身價不菲的記憶海綿製品，已經成為商場裡常見的大眾消費品。當然，它們總被冠上「航天材料」的名頭。
撰文 | 雷克薩
部分圖片 | 圖蟲創意
微信編輯 | 未末
本文原載於《博物》雜誌2016年7月刊