一場災害引發的釘子革命

王令朝

在當今被稱為信息時代的社會里，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才會想起它們，也許只有在裝修住房時才能見到它們眾多的身影……殊不知，這個已被人們使用了200多年的釘子現在居然不可思議地和重大發明掛上了鉤。這個令人驚奇的故事還得從一名叫做伊迪?薩特的大學研究生說起。

災害調查結果令人吃驚

1995年，一場強臺風席卷了美國圣托馬斯地區，島上80％以上的木質建筑物頃刻之間被每小時高達150多公里時速的臺風吹得東歪西倒、支離破碎、狼藉不堪。薩特和他的研究小組仔細地觀察了一棟又一棟被臺風刮倒的房屋后，出身在美國建筑承包商家庭的薩特憑借他獨特的敏銳眼光找到了房屋倒塌的真正的關鍵原因：臺風之所以能吹翻房屋，并非是建造房屋的木材不夠堅固，而是釘子沒能牢固地把房屋的木質構件互相連接在一起。這個意外的發現，不僅引發了薩特對釘子的濃厚興趣，而且也把他引上了歷時11年的研究設計新型釘子的創造發明之路，最終使他在業界獲得“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釘子的認識，薩特選擇了重返學校讀書，并找了一份克萊姆森大學風洞實驗室研究助手的兼職工作。這個風洞實驗室正是一個專門研究風力與木質結構建筑物損壞之間關系的研究機構，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14次強大的熱帶風暴和臺風摧毀了美國境內成千上萬棟各種木質結構建筑物，造成高達1600多億美元的巨大經濟損失。而在世界范圍內也有大量的因大大小小的地震而被破壞的木質結構建筑物，讓數以千萬計的人們無家可歸。為了證實在實驗室的研究成果，薩特和他的伙伴們在臺風經常出沒的路線上建造了可以用來測量氣壓和風速的移動氣象站，以便獲取風速和房屋損壞之間的實際數據。

長期艱辛的工作終于給了薩特一個滿意的回報：實驗室測試和現場試驗表明，木質結構建筑物之所以經不起臺風和地震的襲擊，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烈臺風或地震時，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，發生這些情況都會使釘子失去連接和固定木板的作用，從而導致房屋倒塌。釘子存在上述種種缺陷問題這一重大的發現，終于為薩特的“釘子革命”開啟了通向成功之門。

一種能抵御災害的釘子

為了解決釘帽受力時容易穿透木板的第一個問題，薩特改進了釘帽和釘身設計的比例大小，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。第二個問題是要解決釘子受力時從木板中被拔出，薩特想出了一個巧妙的辦法，就是在釘子的下端部位設計了一種倒鉤環，這些倒鉤環能很好地將釘子牢牢地扎在木板里，其產生的強勁阻力使釘子不會被輕易拔出來。同時為了彌補釘子釘入時倒鉤環會使木板釘孔產生間隙的缺陷，薩特還為釘子的上端部位量身打造了一個特別的螺紋釘身，用來填補倒鉤環留下的空隙，這種特別的螺紋能使釘子安穩地固定在木板內。最后要解決的問題就是如何使釘子不被強力所折斷，薩特請教了著名冶金學家湯姆?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，釘子不會在強烈的振動中被折斷。試驗結果表明：這種新型釘子可以抗擊9萬牛頓的拉力仍不會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。

一種前所未有的經過精心設計的釘子就這樣與世人見面了，它以螺紋釘身、倒鉤環、大釘帽和高強度材質制作的特色，不僅讓小小的釘子重獲新生，而且更讓小小的釘子創造出抵御臺風、地震的奇跡，它可以用來挽救成千上萬的木質建筑物和寶貴的生命，這確實是一個了不起的大發明。