“梅雨”季节来临时，你的头发是否因为天气转湿而乱得一塌糊涂？如果是这样，你有没有想过为什么呢？发丝可能因为湿度增加而放松伸长，当湿度降低时又再次收缩变短。事实上，发丝长度的变化率非常可靠，因此确实可用来做为湿度计来测量空气中的湿度。
关键词
湿度
天气
生物学
化学
背景
要了解用发丝做为湿度计的原理，首先要先了解人类发干的结构（发干是头发伸出皮肤表面的部份，而毛囊则是埋在皮肤表面下的部份）。人类发干的最外层是由数层扁平的角质层细胞所构成，里面包围着一层皮层细胞（构成了皮层），皮层细胞又围绕着位在中央的细胞轴，称为髓质。扁平的角质层细胞非常坚韧，在放大镜下看起来像鳞片一样，加上一层由特化分子形成的表层（称为脂质），能排开水份，有助于保护发丝。皮层细胞是纤维状，带有各种不同暗度的色素颗粒，让发丝呈现出它们的自然发色。
头发的主要蛋白质成份，是一群称为角质蛋白的蛋白质，这些蛋白质也构成了指甲。连接角质蛋白分子的化学键，是发丝具备强韧性及弹性的原因，也因此让头发能对湿度产生可预期的反应。
实验材料
酒精（乙醇）、量匙、小碗、人类的长头发三根（约20公分）、棉花棒、卷尺或直尺、能够轻易切割的塑料薄片（约8公分长、8公分宽，例如装外带食物的圆纸盒的盖子）、剪刀（要能够剪断塑料薄片）、一元硬币、胶带、两个小钉子、胶水、废木板或保丽龙板（约20公分长、10公分宽）、铁锤、笔、吹风机、可密封的塑料盒（要能装得下上述的木板或保丽龙板）、湿海绵或小毛巾、纸巾。
准备工作
1.在碗里加入一汤匙水及一茶匙酒精，混合成有25%酒精与75%水的溶液。
2.用棉花棒沾一点稀释的酒精溶液，擦拭每一根头发，如此可去除残留的油脂，让水更容易渗透到发丝。把头发暂时放在一个你还能找到的地方。
3.把塑料薄片剪成一个等腰三角形，等腰的两侧边长为7公分，底为3公分。
4.把做好的塑料指针横放，让它指向右手边，然后用胶带把一元硬币贴在指针上，硬币中心距离指针底部4.5公分。
5.在距离指针底部约0.5公分的中点，用小钉子刺穿一个洞。使用铁锤敲钉子时要小心，请务必只在能够安全承受铁锤敲下的力道且不易损坏的台面上使用铁锤。
6.轻轻摇动小钉子让洞变松，直到指针能绕着钉子自由转动，然后取出钉子。
7.把头发的一端黏在指针上，位置在钉孔右侧大约1.0~1.5公分。要确认胶水已经干了，才能开始接下来的组装与实验。
实验开始
1.把木板或保丽龙板基座立起来，再把指针放在基座上，指针底部与基座左侧距离约1公分，把一根钉子穿过指针的钉孔，使指针钉在基座上，检查指针，确认仍可轻松转动。
2.把黏在指针上的头发垂直往上拉，在接近基座的顶端钉下另一根钉子，把头发拉紧、绕过钉子。
3.此时指针的方向还是指向右方且平行于地面（并与头发垂直），头发必须完全垂直。
4.把发丝尚未固定的一端黏在指针上。如果发丝太长，可以把末端修剪一下（组装后的湿度计如左图）。要确定胶水干了，才能进行下一个步骤。
5.接下来你必须以两个极端的湿度：0%与100%，来校正你的湿度计。要设定湿度0%的刻度，可以用吹风机温和地将头发干燥，直到发丝不再缩短为止（指针不再转动），就是0%的位置。
6.要设定湿度100%的刻度，可将湿度计放进有湿海绵或小毛巾的塑料盒中至少10分钟。在指针的位置轻轻做个记号，重新将塑料盒密封，再等10分钟。继续同样的步骤，直到指针位置不再变化为止。将指针最后的位置标示为100%。
7.针对中间值，你可以在0%与100%之间分为五等分，分别标示为20%、40%、60%、80%。你的头发湿度计或许并不完全准确，但可以给你一个粗略的近似值，让你了解湿度的变化。
8.利用湿度计来测量家里不同地点的湿度，例如你的卧房跟才刚有人洗过澡的浴室相比，哪个比较潮湿？室外的湿度测出来又是多少？不同的天气情况下，湿度变化又是如何？
9.利用其他的仪器来校正你的头发湿度计，例如干湿球湿度计或电子湿度计。你的头发湿度计所得到的读数与这些精密仪器得到的读数之间有多相近？如果不一样，你觉得是为什么？
10.把你的湿度计放在户外有雨遮的地方，连续好几天，每天定时监看读数。天气「正常」的时候，一整天里，湿度计的变化情形如何？刮台风的时候，天气又会如何影响湿度计呢？
结果与观察
你的湿度计是不是显示，刚有人洗过澡的浴室，比家里一般的房间还要潮湿？如果把湿度计放在户外，在下雨天，湿度计的读数是不是比晴天时高？
浴室如果空间很小，门又一直关着，有人洗过澡之后，它的湿度可能达到近100%。如果湿度计经过正确的校正，此时读数应该会达到近100%。其他房间的湿度可能低得多，取决于居住环境的潮湿程度及其他因素（例如是否有正在运转的除湿机或水族箱）。跟其他测量湿度的仪器比较之后，如干湿球湿度计或电子湿度计，你可能会发现你的湿度计有20~30%是不准确的，但你可以利用这些仪器来校正你的湿度计，以提高其准确性。
正如前面提到的，发丝是由角质蛋白组成，这些蛋白质分子是由胺基酸构成。头发中的角质蛋白分子主要借着两种力连结在一起：半胱胺酸（一种胺基酸）之间的化学链，以及较弱的氢键。头发中的角质蛋白有许多这类键结，因此强韧而有弹性。氢键可能被空气中的水蒸气打乱，使角质蛋白与空气中的水结合，而不是彼此连结。事实上，这也是造成头发总是在潮湿时伸长、干燥时又会缩短的原因。
留言