5月19日，2018年度中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所 “絢麗多彩的化學(xué)世界”主題公眾科學(xué)日在君謀樓舉行。雖然天空淅淅瀝瀝地下著雨，但絲毫沒(méi)有減少、和孩子、家長(zhǎng)、和志愿者們的熱情。我們又迎來(lái)了一群聰明、可愛(ài)、好奇心十足的小朋友和家長(zhǎng)。生命有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安排了近20個(gè)精彩的科普小實(shí)驗(yàn)，通過(guò)趣味的化學(xué)實(shí)驗(yàn)給來(lái)訪的1000多位同學(xué)和家長(zhǎng)們展示了生命有機(jī)化學(xué)的奇妙和樂(lè)趣！
最受歡迎的是年年火爆的“液氮冰淇淋”。 “冒煙”、“冰淇淋”兩個(gè)概念從視覺(jué)和味覺(jué)兩個(gè)方面牢牢抓住了小學(xué)生們的心。和傳統(tǒng)的冰淇淋制作方法不同，我們利用液氮自身帶來(lái)的瞬間超低溫度凝固打發(fā)的奶油等各種口味的粗品制作可口冰淇淋。液氮可以達(dá)到快速冷凍的效果，能快速度過(guò)冰晶生成階段而減少冰晶的形成，制作出的冰淇淋口感更加細(xì)膩?lái)樆鍥鏊凇Ｊ紫任覀兿蜾撡|(zhì)面盆中倒入400mL淡奶油，打發(fā)濃稠狀，加入適量白砂糖, 200mL鮮牛奶繼續(xù)打發(fā)，待奶油再次濃稠后，緩緩倒入液氮。當(dāng)?shù)蜏氐囊旱獛е~緲的霧氣倒入已經(jīng)打發(fā)好的奶油中，伴隨著小朋友的驚奇和歡呼聲，我們用電動(dòng)打蛋器快速攪拌，奶油在低溫下漸漸凝固，攪拌的同時(shí)，奶香味、水果味等在空氣中彌漫，給人帶來(lái)感官上的愉悅。作為受小朋友熱捧的明星項(xiàng)目，我們也會(huì)不斷改進(jìn)液氮冰激凌的制作口感，給小朋友帶來(lái)更多樂(lè)趣和回憶。
液氮冰淇淋
王任小課題組展示的是“神奇的分子模擬”。志愿者搭建了一個(gè)Bcl-xL蛋白分子的球棍模型，吸引了不少參觀者的駐足拍照留念。同時(shí)，志愿者們?cè)O(shè)置了“愛(ài)拼才會(huì)贏”的闖關(guān)游戲，參觀者可以用球棍模型拼出不同難度的小分子，如水分子、多巴胺、維生素C、青蒿素、油酸、葡萄糖等。類似樂(lè)高一樣的“積木”游戲，很快地吸引了學(xué)生和家長(zhǎng)。不少小朋友躍躍欲試，挑戰(zhàn)拼出更難、更復(fù)雜的分子。志愿者們一邊幫助小朋友拼出小分子，一邊給參觀者介紹其中的化學(xué)知識(shí)：原子、分子的構(gòu)成；化學(xué)鍵的形成；分子的構(gòu)象；以及這些分子的發(fā)現(xiàn)和重要生理功能。不少學(xué)生和家長(zhǎng)感到十分有趣，還提出各種各樣的問(wèn)題，志愿者們也一一耐心解答。志愿者也使用分子模擬軟件，展示了Bcl-xL和ABT-737復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)；另外也展示了蛋白與小分子的相互作用模式的趣味科普視頻?？吹交瘜W(xué)微觀世界的樣子，參觀者們都驚嘆我們的世界竟然是由這樣的原子和分子所組成的。
神奇的分子模擬
康經(jīng)武組給我們展示了“牛奶煙花”實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)原理很簡(jiǎn)單，由于牛奶中含有油脂，它會(huì)在牛奶的表面形成一層油膜。洗潔精中正好有一種可以打破這層油膜的成分，當(dāng)洗潔精滴入牛奶時(shí)油膜被破壞。油膜上的色素也就隨著被破壞的油膜四散開(kāi)來(lái)。便形成了我們所看到的牛奶煙花。
孩子們對(duì)形成的五顏六色的煙花十分感興趣，一邊動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理也很好奇。很多家長(zhǎng)更是有備而來(lái)，許多人拿著本子記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和原理，也有的帶著自己的疑問(wèn)與我們探討。
牛奶煙花
陳以昀組的展示實(shí)驗(yàn)是“慢鏡頭下的水波”以及“制作手工蠟燭”?！奥R頭下的水波”實(shí)驗(yàn)中將丙二酸、溴酸鉀、溴化鉀這三種事先配制好的溶液混合，再加入氧化還原指示劑鄰菲羅啉硫酸亞鐵溶液，均勻的紅色溶液中逐漸出現(xiàn)緩慢向外擴(kuò)散的藍(lán)色環(huán)狀花紋。這一奇妙的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吸引了眾多參觀者。
彩色蠟燭的制作是通過(guò)加熱融化固體石蠟，再加入不同的染料調(diào)制成不同的顏色，倒入模具中冷卻成型。很多小朋友上前自己動(dòng)手操作，依照自己的喜好制作出了不同顏色的彩色蠟燭。
“慢鏡頭下的水波”以及“制作手工蠟燭”
湯文軍課題組展示的是“碘鐘實(shí)驗(yàn)”。該實(shí)驗(yàn)的原理是：在淀粉水溶液里，過(guò)氧化氫在錳離子的催化下分別跟碘酸鉀、單質(zhì)碘發(fā)生振蕩反應(yīng),使溶液的顏色呈現(xiàn)周期性的變化 ：“無(wú)色→琥珀色→藍(lán)色→無(wú)色”，直至過(guò)氧化氫完全反應(yīng)，混合溶液的顏色才不會(huì)再變化，始終保持深藍(lán)色。此實(shí)驗(yàn)集科普性和趣味性于一體，受到家長(zhǎng)和小朋友的一致喜愛(ài)。碘鐘實(shí)驗(yàn)其實(shí)是一種化學(xué)振蕩反應(yīng)，體現(xiàn)的是化學(xué)動(dòng)力學(xué)原理。
碘鐘實(shí)驗(yàn)
唐功利課題組準(zhǔn)備了三個(gè)有趣的科普實(shí)驗(yàn)：“微生物平板畫展示”、 “手工果凍”和“機(jī)密文件傳遞”。
課題組的志愿者們，提前一周就用能產(chǎn)生粉紅色色素的鏈霉菌在培養(yǎng)基上畫了好多可愛(ài)的卡通畫，這些卡通畫成功引起了大批小朋友的興趣。
手工“果凍”是這次科普開(kāi)放日活動(dòng)中最受小朋友喜愛(ài)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)之一。課題組的志愿者們提前準(zhǔn)備好了熔融的瓊脂糖水溶液，又提供了各種新奇的模具，還有各種顏色的色素，小朋友們可以根據(jù)自己的喜好，自由選擇模具和顏色，親自動(dòng)手，體驗(yàn)做“果凍”的樂(lè)趣。做完的“果凍”作為小朋友們親手操作的獎(jiǎng)品，贈(zèng)送給他們，小朋友們都很開(kāi)心。
在機(jī)密文件傳遞實(shí)驗(yàn)中，小朋友們用無(wú)色的液體在白紙上畫上簡(jiǎn)筆畫，然后再用另一種液體涂抹白紙，神奇的現(xiàn)象出現(xiàn)了，小朋友們之前畫的無(wú)色圖案都顯現(xiàn)出來(lái)了。雖然這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的淀粉遇碘的顯色實(shí)驗(yàn)，但是在小朋友的世界里，是那么的新奇。我們的志愿者也在小朋友們求知若渴的眼神中耐心的講解著顯色的原理。
微生物平板畫展示和手工果凍
機(jī)密文件傳遞
實(shí)驗(yàn)活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)
馬大為課題組在這次科普活動(dòng)中準(zhǔn)備了“魅力酸堿世界”這一趣味實(shí)驗(yàn)，向同學(xué)們展示了酚酞、甲基橙和溴甲酚綠三種酸堿指示劑的變色反應(yīng)，還準(zhǔn)備了酚酞處理過(guò)的濾紙，用蘇打水作為“無(wú)色墨水”從另一個(gè)角度向同學(xué)們展示這一變色反應(yīng)，引起了許多同學(xué)的興趣，在此基礎(chǔ)上向同學(xué)們介紹了酸和堿及中和反應(yīng)的基本概念，并結(jié)合日常生活，向同學(xué)們介紹了生活中常見(jiàn)食物中的酸和堿。在現(xiàn)場(chǎng)有很多同學(xué)親自嘗試了調(diào)節(jié)溶液酸堿性使酸堿指示劑發(fā)生變色的反應(yīng)，這些豐富的顏色變化讓許多同學(xué)感嘆化學(xué)的奇妙。
魅力酸堿世界
俞飚組展示了三水醋酸鈉過(guò)飽和溶液析出的趣味科學(xué)小實(shí)驗(yàn)。利用精妙的實(shí)驗(yàn)，他們講解了溶液過(guò)飽和、溶質(zhì)析出放熱、結(jié)晶水吸收的現(xiàn)象。在活動(dòng)中，同學(xué)們讓小朋友親自嘗試了“滴水成冰”的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。科普活動(dòng)讓大眾在趣味實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中產(chǎn)生了對(duì)自然科學(xué)強(qiáng)烈的好奇心，激發(fā)了對(duì)化學(xué)的濃厚興趣，取得了顯著的成果。
滴水成冰
周佳海課題組展示了“瓊脂糖果凍”的制備。瓊脂糖是一種由糖類物質(zhì)組成的線性多聚物，瓊脂果膠是由許多更小的分子組成的異質(zhì)混合物?！碍傊枪麅觥睂?shí)驗(yàn)使用瓊脂糖制備瓊脂果膠，瓊脂糖在水中加熱到90℃以上溶解，溫度下降到35-40℃時(shí)可以形成良好的半固體狀凝膠，在室溫下繼續(xù)放置一段時(shí)間即可定型。在瓊脂糖溶液中加入不同顏色的色素，就可以做成不同顏色的“瓊脂糖果凍”。 在了解實(shí)驗(yàn)原理之后，同學(xué)們紛紛自己動(dòng)手，制成了各種顏色各種形狀的成品。
瓊脂糖果凍
房鵬飛課題組做了“自來(lái)水發(fā)電”的科普實(shí)驗(yàn)。在自來(lái)水中加入食鹽后，發(fā)光二極管會(huì)比原先更亮。小朋友們通過(guò)自己動(dòng)手連接自來(lái)水電池，點(diǎn)亮二極管，體會(huì)到了化學(xué)與生活密不可分。
自來(lái)水發(fā)電
潘李鋒課題組給小朋友們展示了綠色熒光蛋白GFP 在溶液當(dāng)中呈現(xiàn)的發(fā)綠色熒光的狀態(tài)，并讓小朋友們自己動(dòng)手操作觀察在顯微鏡底下液滴中生長(zhǎng)出的蛋白晶體， 最后用pymol 軟件向大家直觀地展示了綠色熒光蛋白的晶體結(jié)構(gòu)，由淺入深地通過(guò)三維結(jié)構(gòu)模型揭示生命中蛋白質(zhì)行使功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)， 通過(guò)生動(dòng)易懂的方式向大家講解解析蛋白質(zhì)的組成及微觀結(jié)構(gòu)， 感受蛋白三維結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)功能蛋白有初步的認(rèn)識(shí)。小朋友對(duì)顯微鏡底下觀察到的炫彩的晶體表現(xiàn)出濃厚的興趣，同時(shí)，家長(zhǎng)們也陪孩子們一起觀察蛋白晶體，并在電腦上指認(rèn)出晶體的形狀， 對(duì)蛋白質(zhì)的組成以及其功能提出相關(guān)的疑問(wèn)。而我們通過(guò)實(shí)際的例子為不同年齡段的小朋友以及感興趣的家長(zhǎng)做出解釋。下圖是我們的工作人員為小朋友講解蛋白三維結(jié)構(gòu)。
綠色熒光蛋白GFP
李昂課題組給大家展示了“冒煙的泡泡”。小朋友們通過(guò)直觀的冒泡泡實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了干冰升華會(huì)放氣吸熱的知識(shí)，知道了干冰是固態(tài)二氧化碳，他們?cè)谕娴瞄_(kāi)心的同時(shí)感受了化學(xué)世界的神奇與美妙。
冒煙的泡泡
在志愿者們忙碌的身影中，在小朋友們心滿意足的笑容中，在家長(zhǎng)們對(duì)本次活動(dòng)贊賞的目光中，科普開(kāi)放日活動(dòng)圓滿結(jié)束。
科普活動(dòng)志愿者合影
梁?jiǎn)⒊凇渡倌曛袊?guó)說(shuō)》中提及“今日之責(zé)任，不在他人，而全在我少年。少年智則國(guó)智，少年富則國(guó)富，少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng)?！奔訌?qiáng)對(duì)中小學(xué)生的科普教育，引導(dǎo)他們仔細(xì)觀察現(xiàn)象，親自動(dòng)手實(shí)踐，積極思考，以及培養(yǎng)他們的理性思維能力尤為重要。看著小朋友們充滿好奇的眼神，還有充滿想象力的提問(wèn)，我們都覺(jué)得科普活動(dòng)是一項(xiàng)非常有意義的事情，從小就在孩子們的心中播下一顆科學(xué)的種子，總有一天會(huì)發(fā)芽開(kāi)花。
感謝生命有機(jī)黨支部也給予了大量的幫助！
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