如果你的嘴唇比较麻痹，你可以闻一下拉伸后的橡皮筋，是不是有那味儿了？那就是变热的橡皮筋发出的挥发物的味道。

　　每根皮筋绕过中间的圆盘形成A形的捆绑，皮筋两端扎在相邻的齿轮上。这样一来，随着齿轮的旋转，皮筋一会儿拉紧，一会儿放松。图片来源：Applied Science

　　橡皮筋的一半被拉伸，一半紧缩。拉伸的这一端更热，所以就被放在冰箱外面，紧缩的放在冰箱里面。

　　大叔这样手摇了几圈，在红外热成像仪下，橡皮筋冰箱内外温差大概是2摄氏度左右，厉害厉害。

　　这位大哥制造的这个拉皮条机拉伸后可以升温10摄氏度，缩回原状时可以下降10摄氏度。于是他就用这个机器来冰啤酒了。

　　当然，上述原理也可以逆向操作，不过结果是完全相反的。如果加热橡皮筋，它就会收缩，冷藏反而变长。

　　其实不是啦，橡皮筋被加热器加热后收缩，而没有被加热的橡皮筋还保持原样，这样一来两边一紧一松，张力不平衡了，于是轮轴开始转动。

　　1805年，因为天花而失去视力的英国科学家约翰·高夫（John Gough）很喜欢撸天然橡胶，撸完了还放嘴巴上摩擦，他就是这样发现了橡胶的这种性质。在大约50年后，焦耳对橡皮筋进行了进一步的研究，所以后来这种现象就被称为高夫-焦耳效应（Gough-Joule effect）。

　　热成像仪下橡胶制作的香肠气球的高夫-焦耳效应：吹大时变热，放气时变冷。图片来源：Chris Cramer

　　高夫-焦耳效应的原理直到20世纪30年代才被德国化学家赫尔曼·施陶丁格（Herman Staudinger）等人解开。闹太套男孩费曼也曾经被橡胶的这种性质迷住。

　　原来，橡胶好好呆着时，里面的长长的和挂面一样的分子互相缠绕在一起，但是它们很安静都不敢动。此时橡胶分子是无定形的。

　　当橡胶被拉伸时，橡胶分子开始变得有序，开始结晶。从无定形到结晶的过程释放出了能量，这种能量表现为分子的不安躁动。我们在中学就知道，分子越活跃，温度就越高，所以被拉伸的橡皮筋更热。

　　反过来，橡皮筋从拉伸状态回到自然状态时，橡胶分子经历了从晶体到无定形的转变，这个过程需要从环境吸热，所以回弹的橡皮筋是凉凉的。

　　American Journal of Physics 上的一项研究发现，橡皮筋的张力和它的升温相关，扯得越大的皮筋也越热。

　　显然，橡皮筋和我们平时说的热胀冷缩是矛盾的。从物理上来讲，热胀冷缩叫做有正的热膨胀系数，而橡皮筋皮筋有个负的热膨胀系数。

　　除了橡皮筋，许多物质都具有负的热膨胀系数，比如水，还有聚乙烯。水在3.984摄氏度以下就会热缩冷涨，所以水结冰后体积反而增加了。

　　聚乙烯因为也有负的热膨胀系数，所以聚乙烯垃圾袋也可以做放在太阳下就会一直转的光转轮——

　　在制作精密仪器的时候，负的热膨胀系数和正热膨胀系数的材料常常被混搭，制造出热膨胀系数为0的混合物，这样就可以冷热不惊了。

　　你如果填过牙，你的龋齿里填的就是热膨胀系数被精心设计的物质。想象一下，如果填牙的材料会热胀冷缩，或热缩冷涨，那么边喝奶茶边吃火锅就和上刑一样，你估计就只能喝和体温一样的东西。所以说，填牙的材料的热膨胀系数接近牙釉质，而且不随温度显著变化。

　　现在一些科学家开始严肃思考橡皮筋制冷的可行性，因为冰箱制冷液带来的环境问题真的太严重了。这不，最近北极上空也出现了史上最大的由制冷气体导致的臭氧层空洞，面积已经发展到格陵兰岛的3倍大了。

　　NASA最近拍摄到的北极上空越来越大的臭氧空洞（蓝色），最近发展到格陵兰岛的3倍大。

　　Science 上发表了一项研究，他们发现橡皮筋的制冷效果真的不错，而且用扭的比用拉的制冷效果还好。

　　他们拿来了橡皮筋、尼龙、聚乙烯鱼线、具有形状记忆的镍钛合金导线这几种具有弹性的材料，然后把它们不断缠绕，形成螺旋套螺旋的超螺旋。

　　这波操作后，几种不同的纤维中最强的升温了15摄氏度，解开回归原位时也下降了15摄氏度。

　　涂有热致变色染料的橡皮筋扭转及放松时随温度的变色。图片来源：（DOI）10.1126/science.aax6182

　　他们还测试了这几种纤维的制冷效果，结果发现它们的制冷效率和普通冰箱有的一拼。而且把这些纤维扭过以后，制冷效率是不扭只拉的2倍。

　　红外热成像仪下解螺旋的橡皮筋的温度变化。图片来源：（DOI）10.1126/science.aax6182

　　他们还制造了一个和圆珠笔芯那么大的迷你冰箱，用扭过的镍钛合金导线制冷。在几秒内，小冰箱里的水就下降了7.7摄氏度。

　　所以担心小姐姐冬天只穿弹力长筒袜会不会冷的男孩应该安心了吧，绷紧的长筒袜比你的秋裤还暖和哦，赶快下单试一试吧。