绚丽多彩的服装是怎么做出来的？糖精是如何发现的？汽水中气体是什么？橡胶轮胎为何那么坚韧……近日，在河南省科技馆新馆学术报告厅里，数百名小学生们被这些问题深深吸引，一个个全神贯注、目不转睛地盯着台上。

当天，“科学与中国”河南行——“千名院士·千场科普”活动走进河南省科技馆，中国科学院院士、有机化学家游书力为郑州航空港区太湖路小学、中牟县梦溪路小学、中牟县晨阳路学校等的学生们开讲《生活中的化学》。

化学与认识世界

游书力告诉孩子们，化学研究的是物质之间或者物质各成分之间的“悲欢离合、爱恨情仇”。“化”字的甲骨文形为二人颠倒相转，表示变化、转化、化生，恰好对应化学所研究的物质的变化、转化和新物质的生成。

“化学与衣食住行息息相关。”游书力说。比如，古代主要用植物作染料。我国西汉就制作出了轻薄如纸的素纱襌衣。这是一种没有里的单衣，以华美的绒圈锦作为衣襟的贴边，一般穿在长袍的外面。这件国宝级单衣仅重49克，充分体现了西汉高超的缫丝技术。目前现有的复制技术还达不到它的重量。

游书力介绍，用作染料的植物，红色的有茜草、红花、苏枋；黄色的有荩草、栀子、姜金和槐米；绿色的有冻绿（亦称中国绿）；蓝色的有蓝草（靛蓝）；黑色的有皂斗和乌桕等。从这些植物中提取的染料，经由媒染、拼色和套染等技术，可变化出无穷的色彩。

“对面临的问题我们要善于思考，善于抓住问题的本质。”游书力介绍，按照科学的逻辑考虑染色过程，“植物的颜色能染到衣服上去→茜草能染红色，蓝草则染成蓝色→要搞清楚茜草和蓝草中染料的结构，尤其是染料（物质的分子）中原子的组成和排列”，最终得出结论：染料分子的化学结构决定了染料的颜色。“这一个阶段就是认识世界的过程。”游书力总结。

“知道了结构和染料颜色的关系后，人们就用人工方法，把原子组合起来（合成化学），得到了不同的结构，合成出了天然染料所没有的颜色，使我们的染料世界更多样。”游书力表示，这就是从认识世界到改造世界的过程。

什么是化学？游书力表示，化学就是关于创造以前不存在的新物质的科学。这些新物质涵盖了从塑料到各种农药，药物，对人们的日常生活有着极大的影响。我们现在认为，要不是通过化学知识来合成，很多现代化的产品都不会存在。

故事里的化学

化学就是研究物质的组成、结构、性质以及化学变化规律的科学。化学是一门以实验为基础的自然科学。化学不仅研究自然界已经存在的物质，还根据需要创造自然界不存在的物质。游书力说，发生在化学里的故事有很多。

1939年10月24日，杜邦在总部所在地公开销售尼龙丝长袜时引起轰动，被视为珍奇之物争相抢购。很多底层女人因为买不到丝袜，只好用笔在腿上绘出纹路，冒充丝袜。人们曾用“像蛛丝一样细，像钢丝一样强，像绢丝一样美”的词句来赞誉这种纤维，到1940年5月，尼龙纤维织品的销售遍及美国各地。

游书力介绍，尼龙是聚酰胺纤维（锦纶）的一种说法。它是世界上出现的第一种合成纤维，由美国科学家卡罗瑟斯及其科研团队研制出。“尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个非常重要里程碑。”

味精的发现。1908年的一天中午，日本帝国大学化学教授池田菊苗坐到餐桌前。由于刚完成了一个难度较高的实验，他的心情特别舒畅，因此当妻子端上来一盘海带黄瓜片汤时，池田发现汤味特别鲜美，开始他还以为是今天心情特别好的缘故，再喝上几口觉得确实是鲜。

“这海带和黄瓜都是极普通的食物，怎么会产生这样的鲜味呢？”职业敏感使池田一离开饭桌，就又钻进了实验室里。半年后，池田菊苗从海带中提取出一种叫做谷氨酸钠的物质，只要把极少量的谷氨酸钠加到汤里去，就能使味道鲜美至极。

后来，通过与商人合作，一种叫“味之素”的商品出现在东京浅草的一家店铺里，这就是味精的“鼻祖”。过了几年，池田又发明了以小麦面筋为原料提取的“味之素”；而后又发明了用脱脂大豆提取的“味之素”。1923年，上海天厨味精厂厂长吴蕴初引进了“味之素”生产技术，并将其改名为味精。

游书力讲述的一个又一个有趣的化学故事，深深地吸引了现场的每个孩子。

化学里的科学

“作为人类认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，化学在我们的生活中扮演着重要的角色。”游书力表示，生活中处处有化学，化学里的科学知识有很多。

衣服洗涤中的化学。如洗衣粉主要成分是十二烷基苯磺酸钠，它是一种表面活性剂。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为亲油基团。亲油基团在洗涤液中“抓住”污垢；亲水基团随水流，通过乳化作用和润湿作用将污垢从清洗物上分离出来，从而实现清洁作用。

夏季，人们总爱喝汽水，打开瓶盖便看到气泡沸腾，这是为什么呢？原来，人们在制汽水时常用小苏打（碳酸氢钠）和柠檬酸配制，当把小苏打与柠檬酸混溶于水中后发生反应，生成二氧化碳气体，而瓶子已塞紧，二氧化碳被压在水中，当瓶塞打开后，压力小了，二氧化碳气体便从水中逸出，可以见到气泡翻腾。人们喝进汽水后，胃中温度高，二氧化碳便从口中排出，这样带走热量，使人觉得清凉。

油条制作过程中的化学变化：在酵母的作用下，面粉分解发酵，产生具有芳香气味的酯类，使油条具有更加诱人的香味。其原理在于，揉面团的时候加入的明矾、纯碱和水在油的高温条件下发生化学反应，生成Al(OH)3 和CO2气体。生成的Al(OH)3是胶状物，能够让入口的油条松软可口；产生的CO2能够让油条中具有膨松的气孔，从而产生很好的口感。

家庭常见的冰柜和空调器，均是用特种化学品作为冷却剂；燃气炉和煤气灶用合成气或天然气，其燃烧过程发生的是化学变化；自来水也是经化学净化的，以除去污染物和细菌。农业常见的化肥、农药、除草剂等，都是化学的贡献。医药行业所有西药都是化学合成的，如青霉素、阿司匹林都属于化学范畴……

“尽管设计和合成新的分子是化学的核心，分析这些新物质以及研究这些反应为什么会发生，怎样发生是化学研究的另一重要方面，它揭示我们周围世界的分子复杂性及其与我们和其它生命有机体的精妙关系。”游书力表示。

通过本次科普讲座，游书力揭开了化学在学生们心中的神秘面纱，从科学的角度让学生们了解了化学的重要性。报告结束后，学生们深受启发，踊跃提问，游书力耐心解答，院士与少年之间的科学思想与灵感碰撞出最绚烂的火花。

来源：省科协调研宣传部

编辑：丰   硕

审校：吕　晓

审核：文成锋