□杭州青少年業(yè)余發(fā)明學(xué)校 石鈺辰 孫宇奇 王 穎

知其所以然
——尼古丁顯示儀發(fā)明啟示錄

□杭州青少年業(yè)余發(fā)明學(xué)校 石鈺辰 孫宇奇 王 穎

自二十世紀(jì)五十年代以來(lái)，全球范圍內(nèi)已有大量流行病學(xué)研究證實(shí)，吸煙是導(dǎo)致肺癌的首要危險(xiǎn)因素。為了引起國(guó)際社會(huì)對(duì)煙草危害人類(lèi)健康的重視，世界衛(wèi)生組織自1989年起將每年的5月31日定為“世界無(wú)煙日（WorldNo-TobaccoDay）”。大家都知道吸煙有害健康，但還是有源源不斷的人加入了吸煙者的行列，而且年齡正向低端發(fā)展。

北京大學(xué)兒童青少年衛(wèi)生研究所對(duì)天津、山東、重慶、廣東四個(gè)省市的200所中學(xué)的11957名13~15歲的中學(xué)生進(jìn)行了“青少年與煙草使用狀況”的調(diào)查，結(jié)果是：現(xiàn)在我國(guó)中學(xué)生初次吸煙的年齡是10.7歲，比二十世紀(jì)六七十年代的調(diào)查結(jié)果早了2.3歲。初中生吸煙的越來(lái)越多，更嚴(yán)重的是在調(diào)查的吸煙學(xué)生中，有30.5%是在10歲以前就開(kāi)始吸煙，這是一個(gè)很危險(xiǎn)的信號(hào)。

每次看到叼著香煙自以為很酷的同學(xué)從身邊走過(guò)，我們心里都很難過(guò)。因?yàn)檫@是在慢性自殺！所以我們想做一個(gè)吸煙危害顯示儀，讓人們能更直觀地看到香煙中的有毒成分——尼古丁。

該顯示儀是由一個(gè)煙嘴、三通管、導(dǎo)管、大試管、集氣裝置和兩個(gè)單向氣門(mén)組成（如圖所示）。我們將單向氣門(mén)順次設(shè)置放入三通管的兩側(cè)，這樣帶有單向氣門(mén)的三通管和橡皮球就組成了一個(gè)吸、排氣裝置。即當(dāng)氣囊放松時(shí)，右側(cè)單向氣門(mén)將打開(kāi)，香煙的氣流通過(guò)管道進(jìn)入氣囊（模擬肺體）；當(dāng)氣囊壓緊時(shí)，左側(cè)單向氣門(mén)將打開(kāi)，氣囊（模擬肺體）中煙氣通過(guò)左側(cè)單向氣道排入到大試管中。橡皮球就是模仿人肺部舒張和壓縮的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)擠壓將點(diǎn)燃在煙嘴的香煙煙氣通過(guò)導(dǎo)管排入大試管，與大試管內(nèi)的四氯化碳溶液反應(yīng)。由于煙氣中含有的尼古丁能溶于堿性的溶液，且變成黃色，這樣，人們就能明顯地認(rèn)識(shí)到吸煙對(duì)自己的肺，以及對(duì)身體的危害。

你們別以為它看起來(lái)簡(jiǎn)單，制作時(shí)可費(fèi)了我們很大的腦筋和工夫，光是讓吸入的煙量能夠一次次地收集起來(lái)，又不致于原方向返回，這就是非常難的問(wèn)題。我們通過(guò)學(xué)習(xí)生物和物理科學(xué)后，覺(jué)得將人體中肺功能呼吸原理應(yīng)用于本發(fā)明的設(shè)計(jì)可能更好些。于是，我們查閱信息，集體討論，制定設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過(guò)反復(fù)探究、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，終于取得了滿(mǎn)意的效果。

我們只須把半根香煙的咽氣吸入大試管中，就能用肉眼觀察到在大試管內(nèi)的液體慢慢地改變顏色了，使非專(zhuān)業(yè)的普通百姓也能很形象地觀察到吸煙有很大的危害，起到了警示大家少吸煙或不吸煙的作用。

通過(guò)這項(xiàng)發(fā)明活動(dòng)，我們感悟到，我們雖然天天在學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，天天在與科技打交道，卻不知道其所以然。因此，我們要努力學(xué)好文化知識(shí)，更需要將學(xué)到的科學(xué)文化知識(shí)與社會(huì)、技術(shù)和生活緊密地聯(lián)系起來(lái)，做到動(dòng)腦與動(dòng)手相結(jié)合，這就要求我們平時(shí)在學(xué)習(xí)中注意鍛煉和提高自身解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)造才能。

指導(dǎo)教師 陳歡慶