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曾经让人无比“恐惧”的化学元素 为什么被他们一说 竟如此有趣

2019-03-15 08:44 中国青年网

回想一下,求学时期,有多少人曾经被化学的元素周期表“折磨”的体无完肤。“氢氦锂铍硼”,为了啃下这块“硬骨头”,我们将之编成歌、炼成“诀”,却仍然不能将“他们”完整的纳入脑中。可以说,对化学的“恐惧”,几乎是烙印在灵魂之中的。

难道,化学这首“老歌”就没有别的唱法?其实不然。当你理解了每个元素的构成以及被发现的经历,就能体会到,原来一个小小的元素背后,竟然也能有这么精彩的故事。

最近,知乎借编制化学元素周期表 150 周年的契机,推出了“非常想问”系列科普活动第一期——“元素之旅”。通过邀请各大院校和科研机构的科研工作者、科普作家,一起与用户以全新的视角,重新认识化学元素。

并且,活动还收录了众多关于化学元素的趣味问题。来自知乎平台的科普优秀回答者纷纷作答,以生活化的语言,分享了各种有趣的化学元素科普知识。看完这些回答之后,或许,你对化学元素的理解,不再停留“歌词”或“口诀”,而是一个个鲜活、精彩的故事。

你对“碳元素”在生活的应用,是不是还停留于铅笔呢?这就太低估“碳元素”的价值了。在“碳元素有什么神奇的应用”问题中,用户“静静”讲解了“碳元素”在生活的各种应用以及背后的原因。

她想象了用不同排列方式的“碳元素”来求婚的场景;比如一个碳原子与相邻四个碳原子成四根单键,就成为求婚必备的钻石;又或者你可以用“碳元素”来一场学术式求婚,利用超快激光精确控制石墨烯层数的技术,将对方的名字打印在石墨烯上。有没有打算尝试一下的?

用户“王尧”分享了碳元素在考古学、地质学、法证医学等方面应用。由于碳元素有着相对较长的半衰期,通过质谱仪测量样品中的碳-14含量来确定其“停止与大气交换碳-14的时间”,再结合样本周围的环境,特征,各项影响因素,就能在对生物或植物的死亡时间做出判断。

而在“为何 CPU 只用硅而不用能耗更低的锗制作”的问题中,科普优秀回答者“鲁超”则讲述了锗的“脸黑历史”。为了研发新型放大器,物理学家肖克利尝试用硅制造半导体,却没有成功,而她的下属巴丁和布拉顿研制出了世界上第一只用锗做的晶体管,因为锗的外层电子能级较高,所以外层电子更容易贡献出来,导电能力更好。

原本这一改变世界的发现将锗推到了前所未有的高度。但是,由于锗的稀有性,使得工程师重新将目光投到硅上。于是乎,锗被晶体管抛弃了。之后,在“集成电路”的研发中,锗同样发挥出重要的价值,但锗“自己”都没想到,人们竟然再一次因为稀缺性而“抛弃了”锗,选择硅。看来,职业上的“稀缺性法则”并不适用于化学领域呀。

在生活中,化学元素应用于医学已不是新鲜事。化学优秀回答者“好大的风”就在“为什么选择镁这种可降解金属作为医用植入材料”科普了镁的元素特性,以及在医学中的应用原理。他提到,由于镁的强度低、耐腐蚀性差使得这一元素成为了很好的可降解植入材料。并且,镁合金的强度和骨骼相近,可以保证骨骼生长过程中的均匀受力,有利于骨骼的生长和恢复。降解后的镁离子不会带来毒性,可以通过尿液排出。

但是机械工程博士“董不懂”从另一个角度解释了镁在医学应用中的劣势,除了上述优势之外,镁也有降解速度不好控制和降解后力学性能难预测等缺点。

除了这些化学领域的回答者之外,不少物理学、机械工程等领域的用户也纷纷跨界作答。“DeepTech深科技”则讲述了“黑脸”锗在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学等领域的广泛应用价值。药物制剂研究员“天泊一心”从生物的角度讲述了氯化钠与氯化钾的差别性。

说实话,虽然在较为专业的部分内容上,仍有着“看神仙打架”的感觉,但这种专业理性的讨论,以及深入浅出的科普,让很多非专业人员,也能清晰的体会到其中的学术乐趣。知乎通过这种“降维式”的科普活动,将教室、课本的科学知识生活化、趣味化,不仅仅让更多人能体会知识的魅力,同时也让知识更易于传播和分享。

责任编辑:闫冬(QT0005)

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