王令朝

在當(dāng)今被稱為信息時(shí)代的社會(huì)里，一枚枚小釘子在人們眼中是如此的微不足道：也許只有在掛畫框或固定物品時(shí)才會(huì)想起它們，也許只有在裝修住房時(shí)才能見到它們眾多的身影……殊不知，這個(gè)已被人們使用了200多年的釘子現(xiàn)在居然不可思議地和重大發(fā)明掛上了鉤。這個(gè)令人驚奇的故事還得從一名叫做伊迪?薩特的大學(xué)研究生說起。

災(zāi)害調(diào)查結(jié)果令人吃驚

1995年，一場(chǎng)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)席卷了美國(guó)圣托馬斯地區(qū)，島上80％以上的木質(zhì)建筑物頃刻之間被每小時(shí)高達(dá)150多公里時(shí)速的臺(tái)風(fēng)吹得東歪西倒、支離破碎、狼藉不堪。薩特和他的研究小組仔細(xì)地觀察了一棟又一棟被臺(tái)風(fēng)刮倒的房屋后，出身在美國(guó)建筑承包商家庭的薩特憑借他獨(dú)特的敏銳眼光找到了房屋倒塌的真正的關(guān)鍵原因：臺(tái)風(fēng)之所以能吹翻房屋，并非是建造房屋的木材不夠堅(jiān)固，而是釘子沒能牢固地把房屋的木質(zhì)構(gòu)件互相連接在一起。這個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)，不僅引發(fā)了薩特對(duì)釘子的濃厚興趣，而且也把他引上了歷時(shí)11年的研究設(shè)計(jì)新型釘子的創(chuàng)造發(fā)明之路，最終使他在業(yè)界獲得“釘子先生”的美稱。

艱辛的釘子革命之路

為了從理論上加深對(duì)釘子的認(rèn)識(shí)，薩特選擇了重返學(xué)校讀書，并找了一份克萊姆森大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室研究助手的兼職工作。這個(gè)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室正是一個(gè)專門研究風(fēng)力與木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑物損壞之間關(guān)系的研究機(jī)構(gòu)，薩特也從此開始踏上了一條艱苦卓絕的釘子“革命”之路。

在薩特研究釘子開始之后的6年之中，有多達(dá)14次強(qiáng)大的熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)摧毀了美國(guó)境內(nèi)成千上萬棟各種木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑物，造成高達(dá)1600多億美元的巨大經(jīng)濟(jì)損失。而在世界范圍內(nèi)也有大量的因大大小小的地震而被破壞的木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑物，讓數(shù)以千萬計(jì)的人們無家可歸。為了證實(shí)在實(shí)驗(yàn)室的研究成果，薩特和他的伙伴們?cè)谂_(tái)風(fēng)經(jīng)常出沒的路線上建造了可以用來測(cè)量氣壓和風(fēng)速的移動(dòng)氣象站，以便獲取風(fēng)速和房屋損壞之間的實(shí)際數(shù)據(jù)。

長(zhǎng)期艱辛的工作終于給了薩特一個(gè)滿意的回報(bào)：實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑物之所以經(jīng)不起臺(tái)風(fēng)和地震的襲擊，問題就出在往往被建筑師們所忽視的一枚枚用來固定屋頂和墻壁框架的釘子上。這些看上去并不起眼的釘子遭遇強(qiáng)烈臺(tái)風(fēng)或地震時(shí)，要么釘子的釘帽穿透上一層木板，要么就是被從下一層木板中拔出來，或者干脆在劇烈搖晃中被折斷，發(fā)生這些情況都會(huì)使釘子失去連接和固定木板的作用，從而導(dǎo)致房屋倒塌。釘子存在上述種種缺陷問題這一重大的發(fā)現(xiàn)，終于為薩特的“釘子革命”開啟了通向成功之門。

一種能抵御災(zāi)害的釘子

為了解決釘帽受力時(shí)容易穿透木板的第一個(gè)問題，薩特改進(jìn)了釘帽和釘身設(shè)計(jì)的比例大小，他在不妨礙使用普通射槍的前提下加大了釘帽的面積，實(shí)際使用效果表明，大面積釘帽可以有效阻止釘子穿透木板。第二個(gè)問題是要解決釘子受力時(shí)從木板中被拔出，薩特想出了一個(gè)巧妙的辦法，就是在釘子的下端部位設(shè)計(jì)了一種倒鉤環(huán)，這些倒鉤環(huán)能很好地將釘子牢牢地扎在木板里，其產(chǎn)生的強(qiáng)勁阻力使釘子不會(huì)被輕易拔出來。同時(shí)為了彌補(bǔ)釘子釘入時(shí)倒鉤環(huán)會(huì)使木板釘孔產(chǎn)生間隙的缺陷，薩特還為釘子的上端部位量身打造了一個(gè)特別的螺紋釘身，用來填補(bǔ)倒鉤環(huán)留下的空隙，這種特別的螺紋能使釘子安穩(wěn)地固定在木板內(nèi)。最后要解決的問題就是如何使釘子不被強(qiáng)力所折斷，薩特請(qǐng)教了著名冶金學(xué)家湯姆?斯托，他們找到了一種最佳的用來制作釘子的鋼鐵材料，用這種材料制成的釘子，既有很高的硬度，又有很好的韌性，釘子不會(huì)在強(qiáng)烈的振動(dòng)中被折斷。試驗(yàn)結(jié)果表明：這種新型釘子可以抗擊9萬牛頓的拉力仍不會(huì)從木板中被拔出和折斷，而普通釘子一般只能承受4萬牛頓的拉力，它們的差異顯而易見。

一種前所未有的經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的釘子就這樣與世人見面了，它以螺紋釘身、倒鉤環(huán)、大釘帽和高強(qiáng)度材質(zhì)制作的特色，不僅讓小小的釘子重獲新生，而且更讓小小的釘子創(chuàng)造出抵御臺(tái)風(fēng)、地震的奇跡，它可以用來挽救成千上萬的木質(zhì)建筑物和寶貴的生命，這確實(shí)是一個(gè)了不起的大發(fā)明。