知其所以然——尼古丁顯示儀發明啟示錄

□杭州青少年業余發明學校 石鈺辰 孫宇奇 王 穎

知其所以然
——尼古丁顯示儀發明啟示錄

□杭州青少年業余發明學校 石鈺辰 孫宇奇 王 穎

自二十世紀五十年代以來，全球范圍內已有大量流行病學研究證實，吸煙是導致肺癌的首要危險因素。為了引起國際社會對煙草危害人類健康的重視，世界衛生組織自1989年起將每年的5月31日定為“世界無煙日（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展。

北京大學兒童青少年衛生研究所對天津、山東、重慶、廣東四個省市的200所中學的11957名13~15歲的中學生進行了“青少年與煙草使用狀況”的調查，結果是：現在我國中學生初次吸煙的年齡是10.7歲，比二十世紀六七十年代的調查結果早了2.3歲。初中生吸煙的越來越多，更嚴重的是在調查的吸煙學生中，有30.5%是在10歲以前就開始吸煙，這是一個很危險的信號。

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

該顯示儀是由一個煙嘴、三通管、導管、大試管、集氣裝置和兩個單向氣門組成（如圖所示）。我們將單向氣門順次設置放入三通管的兩側，這樣帶有單向氣門的三通管和橡皮球就組成了一個吸、排氣裝置。即當氣囊放松時，右側單向氣門將打開，香煙的氣流通過管道進入氣囊（模擬肺體）；當氣囊壓緊時，左側單向氣門將打開，氣囊（模擬肺體）中煙氣通過左側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動，通過擠壓將點燃在煙嘴的香煙煙氣通過導管排入大試管，與大試管內的四氯化碳溶液反應。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，人們就能明顯地認識到吸煙對自己的肺，以及對身體的危害。

你們別以為它看起來簡單，制作時可費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，又不致于原方向返回，這就是非常難的問題。我們通過學習生物和物理科學后，覺得將人體中肺功能呼吸原理應用于本發明的設計可能更好些。于是，我們查閱信息，集體討論，制定設計方案。經過反復探究、實驗改進，終于取得了滿意的效果。

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的液體慢慢地改變顏色了，使非專業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。

通過這項發明活動，我們感悟到，我們雖然天天在學習科學文化知識，天天在與科技打交道，卻不知道其所以然。因此，我們要努力學好文化知識，更需要將學到的科學文化知識與社會、技術和生活緊密地聯系起來，做到動腦與動手相結合，這就要求我們平時在學習中注意鍛煉和提高自身解決問題的能力和創造才能。

指導教師 陳歡慶