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高中生沈晨威获国家发明专利

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失败的化学实验引发思考

中学化学实验室里,老师正在给学生演示化学反应的实验。试管里是苯酚,倒入少量的溴水会发生什么情况?学生们睁大了眼睛。老师小心翼翼地倒入溴水,可试管里并没发生什么变化,等一会儿,还是没反应,这是怎么回事?化学实验老师无奈地对学生说:“看来试剂失效了,我们只能等下次再做这个实验了……”

据说,类似的憾事发生在很多课堂上,发生在很多实验中。多数学生“唉”的叹息一声也就忘记了,金华一中学生沈晨威却陷入了深深的思考:化学试剂为什么容易失效?他分析后认为主要原因是:实验室里的化学试剂一般采用瓶装,使用时通常不会一次性用完,由于反复提取,瓶内试剂逐渐减少,空气却越来越多,导致试剂被氧化、变质,甚至失效。

是不是这样?去问问老师。教化学的杨老师夸奖沈晨威爱动脑筋,并带他参观了实验室里一些特别重要的化学试剂。为了避免挥发和氧化,有的试剂上面覆盖着一层油,有的需要做实验之前临时调配……

有没有什么办法能让化学试剂保存得更好,不容易挥发、氧化、滴漏,不见光分解,并且适合多次取用?有没有什么办法能防止外界空气进入贮存化学试剂的容器内?沈晨威继续开动脑筋。他先是从改进容器的结构入手,采用活塞装置方法来贮取化学试剂,虽然效果比瓶装的好,但容器外壁还是会留有残液,装置制作也不方便。各种各样的实验做了一年多,沈晨威发现这个方法并不理想。

创新源于爱动脑。沈晨威不断地思考,如果容器能随着溶剂的减少而缩小该多好啊!有一天,他在医院里输液,突然灵机一动:是不是可以仿照吊瓶,用柔软材料制作化学试剂贮取装置呢?

回到家,他就开始画草图,渐渐地,一幅新型化学试剂装置图在眼前展现出来:装置由贮液囊、导管、阀门、螺纹接口等组成,螺纹接口一端与贮液囊的开口相接,另一端与导管相接,阀门设在导管上。装置分为便携式和壁挂式两种。因为贮液囊出口位于最低处,与囊内试剂存在液面差,试剂在重力的作用下流出,囊内压强减小,在大气压强的作用下,液囊自动收缩,贮液囊的容积随着试剂的减少而缩小,囊内始终没有空气。

反复试验制作成功

图纸画好,还需要反复试验和改进。用什么材料做贮液囊呢?沈晨威想到一种高分子材料,据说稳定性极高。他找来各种材料展开实验,又到各种化学材料的网站上寻找,终于在一个国外的网站上看到一份权威的资料,证明那种高分子材料具有极高的化学稳定性。就用它了!沈晨威高兴得跳了起来。

说干就干,沈晨威更合理地调整了自己的时间,把学习的任务尽量集中在学校内完成,周末回家后就专心搞发明。但他毕竟已经上高中,还花这么多时间在这些与学习成绩无关的事情上,妈妈有点担心。爸爸劝慰说:“这是儿子特殊的休息方式,由他去做吧。”

发明很快完善起来。经过测试,沈晨威研制的装置密闭性很高,彻底阻断了囊内试剂与空气的接触。安全性可靠,贮液囊采用特殊高分子材料制成,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性和物理性能。操作起来也很简便,使用时只要轻按阀门,试剂就可以从装置中流出,用多少,取多少,可广泛用于科研院所、实验室等。

前年,这一发明获得了浙江省金华市青少年科技创新大赛一等奖、浙江省青少年科技创新大赛二等奖。

去年11月初,国家专利局批准了这一专利申请,有专家评价该发明是对化学试剂贮取方式的一次重要革新。

目前,已有五六家企业打电话或写信给沈晨威,希望合作开发这种实用的化学试剂贮取装置。

从小就爱搞发明

其实,这是沈晨威的第二个发明,第一个发明是初二时制作的太阳能饮用水预热器,当年获得金华市青少年科技创新大赛一等奖。

当时是冬天,沈晨威看到外婆烧水,很久才开,就想:“能不能让自来水管放到太阳能热水器的热水里泡一泡,通过热传递的方法提高自来水的温度,再烧就快了。”退休前是中学科学老师的外公和在市科协工作的爸爸非常支持,鼓励他把想法变成现实。沈晨威就把自己制作的太阳能饮用水预热器装在外婆家里,一直使用到现在。

沈晨威的爸爸说:“有的人会认为预热水省不了多少钱,我们家的人却不这么看,孩子在动脑筋,哪怕是一点点改进都要鼓励。事实上,太阳能预热水装置很好用,细算一下的话也为家里省了不少钱,还培养了孩子的环保意识和创新动手能力。”

在家里,沈晨威是个拆卸能手,也是修理能手,电脑拆装了两台,家里门锁、收录机、音响、照相机坏了,都是他的事,他会自己上网找资料学习。他还是妈妈摄影店里的技术顾问,器材方面有问题都找他。一次,家里的笔记本电脑黑屏了,他认真地查找原因,用手电筒照电脑屏幕,发现里面有灯光,断定要么是屏幕指示灯坏了,要么是指示灯的电路即高压条坏了。经检测,果然是高压条坏了,拿到店里修要300多元,用的还是改装的高压条。他就到网上花50元买了原配高压条,安装好,电脑马上就能用了。

前不久,沈晨威买了一本《扬声器系统设计手册》,120元,是刚从美国翻译过来的。爸爸知道,他又有新东西要捣鼓了。

沈晨威说,他最爱的还是电脑,小发明之类的只是玩玩,他最希望从事的职业是电子信息工程,最想上的大学是电子科技大学。他上网不爱玩游戏,学新知识比玩游戏有趣多了。“今后我还想参加大学生电子设计大赛呢。”

沈晨威爱好体育,游泳、乒乓球、骑车,样样喜欢。他们全家都是“单车俱乐部”的成员,一人一辆赛车,周末他都骑车回家。春节去爸爸的老家缙云拜年,将近80公里,一家人是骑着自行车去的。

爸爸说,沈晨威能较好地安排自己的学习和生活,能有自己的想法,并为了理想去努力,开心地过着每一天,这比啥都好。