創(chuàng)意科學(xué)精彩生活

陳瑩

鼾聲悄無蹤

打呼嚕是十分普遍的現(xiàn)象，但是或多或少會(huì)對我們的生活產(chǎn)生影響，輕則影響睡眠，重則可能引起高血壓、窒息等。如果你也在因自己打呼嚕，或?yàn)樗说镊暥_，陳浩楠同學(xué)的這個(gè)“打鼾監(jiān)測裝置”應(yīng)當(dāng)能幫到你。

雖然醫(yī)院中有可以進(jìn)行睡眠監(jiān)測的臨床設(shè)備，但這個(gè)“打鼾監(jiān)測裝置”具有便攜、更易普及的優(yōu)點(diǎn)。該裝置可以通過檢測聲音信號(hào)來識(shí)別人的鼾聲，如果檢測到人正在打鼾，則會(huì)自動(dòng)記錄打鼾的時(shí)間，并分析心率、血氧，從而判斷打鼾是否影響到正常的呼吸。若確實(shí)可能對使用者的健康造成影響，該裝置會(huì)利用安全的電脈沖瞬間放電，對皮膚給予一定刺激，使使用者自主翻身或是抓癢，達(dá)到阻止打鼾的目的。

便攜式打鼾監(jiān)測裝置硬件電路圖（供圖/陳浩楠）

陳浩楠同學(xué)設(shè)計(jì)的這項(xiàng)裝置整體體積不超過30立方厘米，重量小于100克，且芯片適用電壓為3.3～5V，輻射量僅相當(dāng)于一塊紐扣電池，保證了使用者的健康。相信當(dāng)這項(xiàng)小發(fā)明真正走進(jìn)千家萬戶時(shí)，會(huì)成為無數(shù)“打鼾人士”的福音。

打鼾時(shí)的氣道示意圖

給石頭“體檢”

北京作為歷史文化名城，各類歷史文物星羅棋布。相比于書畫、家具等較易于保存在室內(nèi)的文物，許多大型石質(zhì)文物卻不得不在戶外經(jīng)受著自然的考驗(yàn)。趙開顏同學(xué)來到了昌平區(qū)明十三陵景區(qū)，“探尋”這些石質(zhì)文物的故事。

通過觀察，他發(fā)現(xiàn)十三陵景區(qū)的石質(zhì)文物除了少數(shù)受到植物、苔蘚及小昆蟲等宏觀生物病害，大部分的表面、溝縫、裂隙等處生有大小不一的菌斑，既影響了文物外觀，更腐蝕了石質(zhì)材料。趙開顏同學(xué)在張老師的指導(dǎo)下通過查閱資料，得知這些菌斑一般為細(xì)菌、真菌或藻類等肉眼不可見的微生物。正是這些微生物會(huì)導(dǎo)致石質(zhì)文物表面顏色變黑等現(xiàn)象。許多石材表面出現(xiàn)的色斑也與真菌的生長繁殖有關(guān)，如石材表面出現(xiàn)的橘紅色色斑就是一些真菌染色的結(jié)果。

有了以上的知識(shí)了解，張老師帶領(lǐng)趙開顏同學(xué)走進(jìn)中國科學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，在專家的指導(dǎo)下，趙開顏同學(xué)跟隨導(dǎo)師對采集到的樣品進(jìn)行了真菌分離，共獲得24株菌株，共鑒定出4個(gè)屬的6個(gè)種，并對十三陵景區(qū)分布在不同位置的文物進(jìn)行了霉菌病害評(píng)估。對這些石質(zhì)文物進(jìn)行的“體檢”，未來將會(huì)為相關(guān)的保護(hù)措施提供幫助。

明十三陵的石像

趙開顏同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

蛋殼也透風(fēng)

陽光照射在剝下的蛋殼上時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多密密麻麻的小孔。同學(xué)們在張老師的指導(dǎo)下對這個(gè)餐桌上的“?？汀弊隽藗€(gè)實(shí)驗(yàn)：將生雞蛋浸泡在水中，一段時(shí)間之后，蛋殼表面出現(xiàn)了一些細(xì)小的氣泡，這正是蛋殼上存在小孔的證據(jù)。而這些孔究竟是做什么用的呢？不同蛋殼表面的小孔分布又有何差異？小孔與產(chǎn)卵、孵化環(huán)境之間是否存在什么聯(lián)系？這一系列問題引起了郝佳和劉季筠同學(xué)的興趣。

張老師帶領(lǐng)他們帶著這些問題去查閱資料、走訪專家，了解到爬行類、鳥類、卵生哺乳動(dòng)物所產(chǎn)的卵具有羊膜結(jié)構(gòu)，卵殼上的氣孔正是保證胚胎發(fā)育時(shí)的氣體代謝、水分內(nèi)外交流的通道。兩位同學(xué)選取某些哺乳動(dòng)物的卵的樣品，借助微計(jì)算機(jī)斷層掃描儀和圖像三維重建來對它們表面的氣孔進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)不同種類的羊膜卯氣孔結(jié)構(gòu)不同，而孵化環(huán)境濕度越大，則氣孔越密集。沒想到看似簡單的蛋殼，也蘊(yùn)含著諸多奧秘。

蛋殼上有細(xì)小的氣孔，放入水中一段時(shí)間能看到小氣泡

同學(xué)們的腦洞無邊無際，生活中的科學(xué)知識(shí)也是豐富多彩。北京市昌平區(qū)第二中學(xué)的科技英才班通過以身邊的點(diǎn)滴事物為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的視角探索世界，發(fā)現(xiàn)科學(xué)的別樣魅力。文中我們僅列舉了幾個(gè)事例，未來同學(xué)們還將帶給我們怎樣的趣味發(fā)明呢？讓我們拭目以待吧。