5月20日，2017年度中國科學(xué)院上海有機化學(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。生命有機化學(xué)國家重點實驗室安排了20個精彩的科普小實驗，通過趣味的化學(xué)實驗給來訪的1000多位同學(xué)和家長們展示了生命有機化學(xué)的奇妙和樂趣！
王任小課題組展示的是“神奇的分子模擬”。志愿者使用專業(yè)分子模擬軟件MOE展示了一個Bcl-xL蛋白靶標(biāo)與臨床期明星分子ABT-737的復(fù)合物三維晶體結(jié)構(gòu)，通過參數(shù)設(shè)置，參觀者戴上3D紅藍(lán)立體眼鏡，則能馬上看到逼真的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，以及藥物分子與之相互作用的細(xì)節(jié)。通過淺顯易懂的“鎖鑰模型”比喻，甚至連幼兒園的小朋友都能聽懂大致的原理。對于微觀世界的構(gòu)造，不少學(xué)生和家長對此表示太神奇了，而對疾病產(chǎn)生的原因和藥物作用機理，則提出了很多感興趣的問題。另外幾臺計算機展示了一系列關(guān)于分子模擬和計算化學(xué)的趣味科普視頻，以形象生動的動畫解釋了基本的原理，吸引不少小朋友駐足觀看?？吹?013年諾貝爾化學(xué)獎頒給三位從事分子模擬研究的科學(xué)家，他們都感嘆模擬技術(shù)竟然能取得與實驗科學(xué)一樣重要的研究成果。
馬大為課題組所展示的是“魅力酸堿世界”主題實驗，利用酚酞遇到堿性溶液會變紫的這一現(xiàn)象，吸引了一大批小朋友。讓小朋友親手操作，更是激發(fā)了他們的實驗熱情。先將氫氧化鈉溶液滴加到酚酞中，會發(fā)現(xiàn)酚酞變紫，隨后再加入鹽酸溶液，紫色消失，這樣一種神奇的現(xiàn)象給小朋友們留下了深刻的印象。同時，基于這樣的原理，我們也設(shè)計了利用無色酚酞液體在白紙寫出有色字這樣一組實驗。一方面，有趣的白紙寫字加深了小朋友們對酸堿的認(rèn)識，另一方面，也為其提供了一個展示書法的舞臺。魅力酸堿，與生活息息相關(guān)。通過此次科普活動，小朋友在歡聲笑語中認(rèn)識了酸堿，接觸了化學(xué)。
俞飚課題組展示的是“滴水成冰”，利用過飽和醋酸鈉溶液傾倒至撒有晶種的表面皿上時瞬間結(jié)晶并放熱的現(xiàn)象，吸引了不少小朋友駐足圍觀，家長與小朋友都對此嘖嘖稱奇，詢問了原理并提出了許多問題。小朋友們自己動手，澆筑出一座座“冰川”，體驗趣味化學(xué)的同時，也激發(fā)了他們的好奇心。
康經(jīng)武課題組準(zhǔn)備了兩個動手實驗“牛奶煙花”和“葉脈書簽”。牛奶煙花是利用牛奶密度略高于顏料，所以幾種水質(zhì)顏料加入牛奶后可以短暫漂浮在牛奶表面，加入洗潔精（表面活性劑）后，顏料表面張力迅速下降并形成擴散效果。而葉脈書簽則是將樹葉放在10%的氫氧化鈉水溶液中浸泡，葉肉被腐蝕，用細(xì)牙刷輕輕一刷變可以露出了葉脈，清洗擦干后就變成了好看的葉脈書簽。這兩個實驗深受小朋友和家長的喜愛，許多家長也參與互動，與小朋友們一起動手制作書簽，一起觀察牛奶煙花的，領(lǐng)略到了化學(xué)實驗的魅力。
李昂課題組展示了“冒煙的泡泡”這一趣味實驗。他們利用干冰在水中迅速升華產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w對加了洗潔凈的水進(jìn)行鼓泡，從而可以實現(xiàn)大量氣泡的產(chǎn)生，同時由于干冰的升華吸熱周圍有大量的煙霧出現(xiàn)，再往體系中加入其它的無機金屬鹽或有機染料，使得體系顏色有多種呈現(xiàn)，如藍(lán)色的硫酸銅水溶液和紅色的甲基紅溶液等，進(jìn)而呈現(xiàn)絢麗多彩的顏色。在活動現(xiàn)場，感興趣的小朋友們自己操作往水中加入干冰，在他們玩得盡興的同時，也了解了實驗的原理及干冰的性質(zhì)，領(lǐng)略了化學(xué)的奇妙。
潘李鋒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)，接著讓并讓小朋友們自己動手操作觀察在顯微鏡底下液滴中生長出的蛋白晶體，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)，通過生動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，對功能蛋白有初步的認(rèn)識。小朋友對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，家長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，對蛋白質(zhì)的組成，以及其功能提出相關(guān)的疑問。而我們通過實際的例子為不同年齡段的小朋友以及感興趣的家長做出解釋。下圖是我們的工作人員為小朋友講解蛋白三維結(jié)構(gòu)。
陳以昀組的展示實驗是“慢鏡頭下的水波”以及“制作手工蠟燭”?！奥R頭下的水波”實驗中將丙二酸、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)緩慢向外擴散的藍(lán)色環(huán)狀花紋。這一奇妙的實驗現(xiàn)象吸引了眾多參觀者。彩色蠟燭的制作是通過加熱融化固體石蠟，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手操作，依照自己的喜好制作出了不同顏色的彩色蠟燭。
房鵬飛組展示了自來水發(fā)電。自來水中的主要成分是水，其中含有少量氯離子,用漂白粉（氯化鈉、次氯化鈉）消毒時候留下的，還有一些鈣離子、鎂離子、鉀離子、還有一些硫酸鹽等微量的礦物質(zhì)，是一種電解質(zhì)?；顫娊饘俳佑|到電解質(zhì)，都會放出電子。我們用銅片（正極），鋅片（負(fù)極），用導(dǎo)線把它們串聯(lián)起來。由于金屬活性的不同，它們釋放出的電子也不同。電池通過氧化還原反應(yīng)，將儲存在生物體中的化學(xué)能量，轉(zhuǎn)化成了電流。 6只水杯中分別倒入自來水，把5銅片和5個鋅片串聯(lián)起來（杯中一遍是銅片另一邊是鋅片），自來水行成一個電池組，鏈接上發(fā)光二極管，二極管會被點亮。在自來水中加入食鹽后，發(fā)光二極管會比原先更亮。 小朋友們通過自己動手連接自來水電池，點亮二極管，體會到了化學(xué)與生活密不可分。
周佳海課題組展示了“粘粘樂”和“移液槍的使用”。還和潘李峰組合作，向同學(xué)們展示了“顯微鏡觀察蛋白質(zhì)晶體“?！罢痴硺贰睂嶒炇褂玫氖前兹槟z和硼砂水，將硼砂水加入白乳膠和水的混合液中，白乳膠就凝結(jié)變成了有彈性的類似橡皮泥的固體。在白乳膠中加入不同顏色的色素，就可以做成不同顏色的小球。同學(xué)們紛紛自己動手?jǐn)嚢瑁龀闪烁鞣N顏色各種形狀的成品。在“移液槍的使用”里面，小朋友們躍躍欲試，學(xué)習(xí)使用移液槍，另外還展示了實驗室常見的儀器：光學(xué)顯微鏡和蛋白質(zhì)電泳儀。在“顯微鏡觀察蛋白質(zhì)晶體”中，小朋友們對顯微鏡下的蛋白晶體十分地有興趣。
湯文軍課題組展示了“碘鐘實驗”和“水中睡覺的雞蛋”?！暗忡妼嶒灐笔且环N化學(xué)振蕩反應(yīng)，其體現(xiàn)了化學(xué)動力學(xué)的原理。具體的實驗原理是：淀粉溶液里, 過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(“無色→琥珀色→藍(lán)色→無色” ),直至過氧化氫完全反應(yīng),混合溶液的顏色才不會再變化,始終保持深藍(lán)色。此實驗集科普性和趣味性于一體，受到家長和小朋友的一致喜愛。“水中睡覺的雞蛋”是一種物理現(xiàn)象。在清水中添加食鹽，可以將鮮雞蛋從水底浮起來；濃度不同，雞蛋上升的高度也不同；在水中添加干冰，可以營造出“沸水”煮雞蛋的視覺效果。
劉文老師組展示了傳統(tǒng)項目“液氮冰淇淋”，不負(fù)眾望地成為科普日最火熱的展位，永遠(yuǎn)排著長長的隊伍！和傳統(tǒng)的冰淇淋制作方法不同，他們選擇液氮凝固奶油制作冰淇淋。液氮可以達(dá)到快速冷凍的效果，能很快度過冰晶生成帶而減少冰晶的形成，制作出的冰淇淋口感更加細(xì)膩順滑清涼爽口。淡奶油、適量白砂糖、鮮牛奶適量混合后加入液氮，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、歡呼聲，用電動打蛋器快速攪拌，奶油在低溫下漸漸凝固，攪拌的同時，奶香味、水果味等在空氣中彌漫，給人帶來感官上的愉悅。作為受小朋友熱捧的明星項目，我們也會不斷改進(jìn)液氮冰激凌的制作口感，給小朋友帶來更多樂趣和回憶。
“細(xì)菌觀察與展示”：細(xì)菌存在于我們生活的方方面面，各種包裝的酸奶、益生菌，松松軟軟的面包，香醇的米酒、黃酒，冰箱或墻角的黑霉等等，我們?yōu)槭裁达埱耙词?、飯后要刷牙也和?xì)菌有著千絲萬縷的聯(lián)系。我們選擇了幾種不同的細(xì)菌（大腸桿菌、放線菌等）、真菌（霉菌）作為科普實物，讓小朋友初步了解細(xì)菌的形態(tài)、生長等。同時我們準(zhǔn)備了少量的普通平板分發(fā)給有興趣的參觀者這樣他們通過平板中菌落富集，了解日常生活中可能接觸到的一些細(xì)菌。
整個活動過程中，現(xiàn)場氣氛熱烈。志愿者們耐心地給同學(xué)們講解各個實驗的化學(xué)原理，簡單的科普實驗讓同學(xué)們不僅學(xué)到了科學(xué)知識，親密接觸的動手參與更是激發(fā)了他們與生命有機化學(xué)的熱情，現(xiàn)場陣陣的驚嘆也使我們對傳播生活中的化學(xué)知識充滿激情！
感謝生命有機黨支部也給予了大量的幫助！
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