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一个与众不同的科普讲座——神奇的新材料与高新技术
2012-10-10 14:26

上一周,中国科学院应用研究与发展局高级工程师、中科院中国科协青少年科技中心专家委员会委员王宁寰教授应邀来到建德,为新安江第一初级中学200余名师生做了题为 “神奇的新材料与高新技术”的精彩科普讲座。王宁寰教授的讲座以生动详实的案例、精彩的图片和视频、严谨而又通俗易懂的语言为大家展示了一个美妙神奇的科学世界。

第一个上太空的生物竟然是一只狗

在讲座一开始,王教授在教室的投影上放出了一只狗的图片,它正全副武装,被绑在前苏联的人造卫星“斯普特尼克2号”简易的飞船里,只露出头和尾巴。它的名字叫“莱卡”,它是世界上第一个上太空的生物。1957年11月3日,莱卡搭乘苏联的“斯普特尼克2号”卫星升空,可惜在卫星进入轨道后不久,卫星上的自动测量记录仪传回来的数据显示,太空舱内的温度和湿度一直不断上升,而绑在莱卡脖子上的医学传感器传回地面的数据表明,莱卡的脉搏速率也在急剧上升,远远超过它平时脉搏的跳动速度。在人造卫星绕地球运转了四圈之后,地面人员再也收不到莱卡的任何生命信号。科学家断定莱卡早已死于舱内温度过热和高压。但莱卡的成功上天首次证明了地球生物在失重状态下仍可继续生存。事后,为了纪念这只勇敢的太空狗,俄罗斯首都莫斯科的太空研究所2007年为 “莱卡”特立了一块纪念碑。

不仅前苏联把莱卡第一次送入太空,美国在研究航天事业的时候,是将一只猕猴第一次送上太空,它的名字叫“萨姆小姐”,由于猴子太调皮,还没进入太空,它就把舱内的电线可折断了,最终以失败告终。

俗话说,天高任鸟飞,海阔凭鱼跃。人类在漫长的社会进步中不断扩展自身的生存空间,现在,人类的活动范围已经从陆地到海洋,从海洋到大气层空间,再从大气层空间到太空的逐步发展过程,人类的每一次扩展都是一次伟大的飞跃。

神奇的新材料——有“记忆”的太空天线

从第一只狗飞上太空不幸遇难到现在人类成功飞上太空,又安全返回陆地。可见科技的发展速度真是瞬息万变。当然,这些变化都离不开科学家的不断突破和创新。

同学们正被科技的力量所折服的同时,王教授在投影仪上又放出了一段视频,一个人拿着被折弯了的一种奇怪的金属材料在冷水与热水中交替,只见这种金属材料就像一朵花一样收放自如,王教授解释说,这个叫做形状记忆合金,在航天领域中太空天线就是运用这种材料制作的。

1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到"记忆"效应,即合金的形状被改变之后,一旦加热到一定的跃变温度时,它又可以魔术般地变回到原来的形状,人们把具有这种特殊功能的合金称为“形状记忆合金”。人造卫星上庞大的天线就是运用这种形状记忆合金的原理制成的。人类在发射人造卫星之前,先将太空天线在其转变温度以上按预定要求做好,然后降低温度把它压成一团,装进登月舱带上天去。放置于月球后,在阳光照射下,达到该合金的转变温度,天线“记”起了自己的本来面貌,变成一个巨大的半球。就可以用来传输月球和地球之间的信息。

记忆合金被开发出来以后,由于他的特殊效能正被广泛运用到各个领域,例如临床医疗领域中的人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器等。而它作为一类新兴的功能材料,很多新用途正不断被开发,例如用记忆合金制作的眼镜架,如果不小心被碰弯曲了,只要将其放在热水中加热,就可以恢复原状。不久的将来,汽车的外壳也可以用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了,只要用电吹风加温就可恢复原状,既省钱又省力,很是方便。

同学们在听王教授的讲课中,并没有觉得枯燥乏味,时不时王教授还会用风趣的语言引来全班同学哈哈大笑,而且中间还不断穿插各种图片、视屏,同学们听着是不亦乐乎。

高新技术——有“眼睛”的导弹

同学们被王教授讲的这种神奇的新材料激发了强烈的兴趣,王教授又放出一张图片,显示的是一枚导弹,这个导弹可有个大本领,它被发射出去以后会自动跟踪目标飞行物,就像有一双眼睛一样,直至击中为止。该导弹于1953年试射成功。1955年开始装备美国空军,并将其命名为“响尾蛇”。它全都采用先进的红外敏感材料制导,发射后,导弹控制舱前面的导引探测目标发出的红外辐射,使导弹自动跟踪目标飞行,直至击中目标,如同它能感知附近动物的体温而准确捕获猎物一样。王教授说,由于弹头安装了先进的红外装置,就像它的一双眼睛一样,所以它的杀伤力非常厉害。据不完全统计报导,在多次局部战争中,被它击落的飞机有200多架。基本是百发百中,所以 “响尾蛇”成为世界上产量最大的红外制导空对空导弹,也是实战中被广泛使用的少数导弹之一。

除了运用高科技研发导弹之外,科学家们还在研制能为人类服务的机器人,例如日本研制的AMISO机器人,现在代表着当前机器人的最高水平,除了双足自如行走,奔跑时速可达到6公里之外,它还可以翩翩起舞、端茶等活动,它的智力已经与3岁幼儿无异。

王教授的讲座持续了两个多小时,讲座在热烈的互动环节中结束,初一年级两位同学以其良好表现获得中科院两枚徽章作为奖励。

(实习记者 弓晓红)

责任编辑: 储玲娟

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