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化学与我们的生活

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为了彰显化学所取得的成就以及对人类文明的贡献,为了应对我们面临的可持续发展的巨大挑战,提高公众对化学的认知度,不断吸引优秀学生投身其中,联合国确定2011年为国际化学年。其主题是“化学,我们的生活、我们的未来”。

化学被冤枉了

由于接连不断的食品安全事件和环境污染灾难,这些年化学的“名声”似乎不太好。当人们甚至不知道吃什么、住哪儿才安全时,就把这一切都与化学联系了起来,以至于有人竟然问,为什么不把所有的化工厂统统关掉?事实上,化学被冤枉了。

作为一门学科,化学对人类文明的发展至关重要。自然界中所有已知的物质,包括你熟悉的气体、液体、固体和你不熟悉的等离子体,均由化学元素或化学元素的化合物构成;人类对所处世界的物质特性的了解都是基于对化学的了解;地球上所有的生命过程均由化学反应控制;不仅化学工业,医药、能源、金属、食品、肥料等众多产业实际上都依赖于化学。在应对全球气候变暖,提供可持续的清洁水源、食品和能源,保护地球环境等各个方面,化学的作用尤为重要。即使在我们的日常生活中,化学也比你想象的更为贴近。

现在我们称之为塑料的材料是由聚合物组成的。聚合物由大量分子聚合而成,可以是天然的,例如生物分子、纤维、橡胶,也可以是从石油或其他物质中提取的人工合成物。1907年,世界上第一种完全由人工合成的材料“酚醛塑料”问世。在仅仅100年的时间里,由于各种塑料的诞生,许多以前价格昂贵的东西如今都已进入了普通百姓的生活。如果我们把家里的塑料制品,或含有塑料部件的东西都扔出去,你会发现家中将所剩无几;同样,如果把身上穿的含有塑料原料的衣服都脱掉,你很有可能将赤身。一位荣获诺贝尔化学奖的美国科学家指出,我们的时代将是聚合物的时代,未来属于塑料。

能自我修复的塑料

很多人也许在不知不觉中已将塑料放进了自己的嘴里,因为坚固、美观的聚合物为我们消除龋齿和牙洞提供了良好的解决方案。所有进入人体的材料都必须是“生物相容”的,也就是说,能被人体接受,免疫系统不会对它们产生排斥。目前,生物相容材料研制中最大胆的设想,是利用聚合物制造人工肝脏和胰腺,尽管至今这仍然是一项巨大挑战,但用塑料和钛制成的人工心脏曾经成功地替代人体心脏长达18个月,为延长那些晚期心力衰竭病人的生命带来了希望。

科学家已经利用塑料制造出可与人体相容的“骨骼水泥”,以修补骨骼破裂和断折。他们正在研究用于抢救严重烧伤病人的、既能生物相容又可生物分解的聚合物支架。把这种支架种植到严重烧伤病人的上皮细胞中,包裹烧伤区域,在皮肤再生期间阻止微生物侵入,等新皮肤长出后再让这个支架生物分解,就可避免病人因大面积感染而死亡。

纳米技术的发展使塑料的用途更加广泛。2007年,美国科学家通过在聚合物最深层的结构中加入纳米分子,合成了一种可以自我修复的塑料。当这种塑料发生破裂时,合成塑料的微小分子就会被释放出来,重新聚合进行自我修复。这种能模仿皮肤自我修复过程的塑料,将在航空和医药领域获得广泛应用。

塑料大棚的功与过

塑料的使用让农业生产出现了翻天覆地的变化。其中,人们最熟悉的就是种植蔬菜、瓜果的塑料大棚;如今的你一年四季都能吃上西红柿和各种绿叶蔬菜,靠的就是它。西班牙的阿尔梅里亚地区,直到上世纪70年代仍是该国经济最落后的地区;现在,那里的总面积3万公顷的塑料大棚已成为世界上最大的温室。塑料大棚的修建有助于充分利用当地有限的水资源,使得这片原本干旱的土地如今瓜果生产一派繁荣,成了著名的“欧洲花园”。那里的农民还利用不同颜色的塑料薄膜棚种植不同的植物:在红色的棚里种植草莓、西红柿;在绿色的棚里种植辣椒、蜜瓜;在蓝色的棚里种植茄子和葫芦,使种植物的产量得到了明显提高。但是,废旧塑料薄膜难以回收和再利用,是使用塑料大棚带来的一个环境问题。

能不能生物分解是塑料能否得到大规模利用的关键。在我们居住的这个星球上,每个家庭用过的、积存的塑料袋的总量已到了足以将我们埋没的地步。虽然它们也是塑料质地的,但其循环使用率只有其他塑料容器的十分之一。造成的结果是,当它从我们的视线中消失后,每一个塑料袋都需要至少50年的时间才能彻底在自然界消失。塑料袋的消耗之所以如此之多,关键在于它是免费获得的。于是,全世界各国政府都在积极推行使用塑料袋收费的办法,以此来减少它们的消耗量,并逐步使用可生物分解的塑料袋。

经过多年的研究,科学家发现土豆、甘蔗、玉米都是生产可以生物分解的塑料的好材料。但是同时也存在一些尚待解决的问题。首先是价格,一个可生物分解的塑料袋的价格是普通塑料袋的3~4倍。对此,专家认为可以随着产量的增加迎刃而解。其次是有与民争粮的嫌疑,有人认为,这将使土豆和玉米的价格攀升,对缺粮的发展中国家造成严重影响。解决这个问题的办法之一,是使用转基因土豆,因为它们的淀粉含量是普通土豆的3倍。

白醋的妙用

学一点基本的化学知识,能让我们的日常生活更加有滋有味。你一定知道白醋这种很普通的调味品,但你是否知道除了食用,它还有哪些其他用途呢?人们都认为喝骨头汤能帮助孩子长高,帮助老人补钙;但并非人人都知道要达到这一目的,在煮骨头汤时必须在汤里加点白醋或其他醋,以便骨头里的钙能溶解到汤里。不加醋的骨头汤其实只有美味而无补钙功效。骨头汤里放的醋越多,溶解在汤里的钙也越多,当然醋太多了,这汤也难以入口了。

白醋还能帮助你清洗地板。用清水和白醋按照1∶1的比例调成所需用量的溶液,就可以清洗硬木地板了,不仅清除普通污渍不在话下,而且对付历年积存的油污也毫无问题。但需要注意的是,必须使用100%的纯棉厚绒布来擦洗,千万不能凑合使用由破布条扎成的拖把,因为它们可能在木地板上形成擦痕,破坏硬木地板的密封层。

信不信由你,厨房的切菜案板上的细菌数量是抽水马桶坐垫圈上的200倍。解决这一问题的办法很简单:在案板上倒满白醋,让它过一夜,再用开水烫30秒钟,然后用医用棉花沾点酒精消消毒就可以了。

别怕吃生大蒜

医生常把葱、姜、蒜称为天然“青霉素”,因为它们有很好的杀菌作用。大蒜之所以具有极强的杀菌效果,是因为蒜头里含有大蒜油。外出旅游时,如果怕吃了陌生的食物会拉肚子,可以在餐前吃两瓣生的大蒜头。很多人都懂这个道理,但就是怕吃完大蒜后嘴里会有一股蒜臭味久久不散。其实,有很多办法可以消除口中大蒜味,效果最好的是喝一杯牛奶。因为牛奶中的蛋白质能够和产生大蒜味的元素结合,从而去除口中的蒜味。如果没有牛奶,可将少许茶叶放在嘴里细嚼,或者干脆嚼它两块口香糖;如果有柚子、山楂、金橘等水果更好,吃了也能有效去除口中的蒜味。

牛奶除臭味的本领还真不小呢。当你跟随父母去看望爷爷、奶奶或姥爷、姥姥时,如果发现老人家中的橱、柜打开时有一股子异味,你可以在这些使用时间已很长的家具中放一杯煮开的牛奶,然后关上门,继续陪老人们聊聊天。等牛奶全凉了,再打开门把牛奶取出来。你会发现家具中的异味几乎都被清除了。

食盐和胡萝卜也有自己的能耐。如果不小心摔了一跤,衣服沾上血迹,有什么办法可以轻而易举地清除衣服上的血迹呢?很简单,在粉碎了的胡萝卜里放些食盐再搅拌一下,然后再把胡萝卜泥涂抹到衣服的血迹上,过一会儿后用清水冲洗,血迹就没有了。