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化學是一門神奇的學科,透過化學反應我們可以合成世間萬物,並透過化工將這些物質批次生產出來,構成並豐富大千世界。這是對化學化工簡單而通俗的解釋,不涉及科學的嚴謹性。離開化學和化工,我們連基本的衣食住行都無法保證。因為生活中我們能看到、想到的一切生活用品,幾乎都與化學化工息息相關。

化學化工對社會和國民經濟的重要性不言而喻。可以這樣說,沒有化學,就沒有我們這個美麗而神奇的世界。化學就像藏在深閣的大家閨秀,民間傳聞她脾氣很壞。提起化學,大家首先想到的全是燃燒、爆炸、汙染和毒害。其實大家並不瞭解她的內心,當你走進真正的化學世界時,你會發現化學世界竟是這般美麗,令人窒息。

下面,我帶大家看幾組美麗的化學顯微照片(圖片來自第七屆材料微結構大賽入圍作品),這些照片都是透過化學反應制備一些材料,在電子顯微鏡下放大幾千至幾萬倍後的微觀形貌。大家看這些照片像不像我們日常生活中看到的大自然那樣,春意盎然,秋實累累,鳥鳴藍天,魚戲水中。一切都那麼清新,那麼靈動。

1. 生命之花

上左:生命之花(原名:繁花似錦)。20鋼基體表面覆蓋一層生物膜後,看上去像是在一片貧瘠的土壤中,有幾叢新綠頑強破土而出,而柱狀的腐蝕產物形成像花朵一樣的團簇,爭先恐後地開放。

上右:冰與火之歌。古代鍊鐵,透過高溫去除雜質,浸入冷水使韌性增加,如此反覆,歷經冰火淬鍊,方成一塊好鐵。照片看上去像雪花的結晶,一半是火焰,一半是海洋,紅藍交相輝映,冰火之花就此綻放。

下左:海底世界。Ti板熱噴塗羥基磷灰石塗層,再進行24小時表皮葡萄球菌貼附處理。在掃描電鏡下,就像在海底礫石中,幾株多姿多彩的珊瑚樹和海花石招搖著,美不勝收。

下右:花開富貴。在水和酒精的混合溶劑中,硝酸鐵、硝酸鎳、尿素和氟化銨反應,長出一朵朵花狀鈷酸鎳,像牡丹花開,呈現富貴祥和之態。"花開富貴"是中國傳統吉祥圖案之一,"花開富貴迎新春,竹報平安臨盛世",代表了人們對美滿幸福生活、富有和高貴的嚮往。

2. 萬物生長

上左:萬物生長。鈀氯酸溶液中脈衝電位沉積的鈀奈米針尖,透過控制方波電位和時間可以得到不同形狀的針尖,看上去就像就像在春天的原野,野草瘋狂破土而出,奮力地向上生長,大自然呈現一派欣欣向榮的景象。你會不會想起朱自清的《春》呢?

上右:《山茶花之戀》。含稀土AZ80鎂合金氧化膜經腐蝕後形成了Mg(OH)2組織,在電鏡下有規律的分佈,像極了迎風開放的山茶花朵,其形態與分佈對鎂合金的耐腐蝕效能有著極其重要的影響,緻密的花瓣狀Mg(OH)2對合金的耐腐蝕性起到積極作用。綠色的樹葉,白色的山茶花在風中低訴,是純潔的愛,也是純真無邪與謙讓。"白茶清歡無別事,我在等風也等你"。

下左:《雨中草色綠堪染,枝上桃花紅欲然》。304不鏽鋼是目前應用最廣泛的一種鉻鎳不鏽鋼,有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度、加工效能和可焊性。樣品製備方式與一般金相觀察實驗相同,但加入了電解拋光步驟,電解液採用高氯酸加氯化鐵。照片中遍佈充滿生命力的翠綠,枝頭間雜幾點鮮紅,開放在雨霧交加的山林背景中。花、葉、雨霧交織,層次感分明,簡直就是一幅完美的早春山花圖。

下右:荷塘。樹枝狀介孔二氧化矽奈米球,是一種有三維中心輻射狀孔道和多級孔結構的奈米小球,可以用來構築新型奈米催化劑、吸附劑、基因/蛋白質/藥物的載體等。透射顯微鏡(TEM)拍攝的照片顯示合成體系未反應完全,包括最初形態、中間形態和球形產物。像不像門前的小池中,嫩綠的荷葉長滿了水面,可愛的魚兒在荷葉下游來游去,小烏龜也不甘寂寞,浮出水面嬉玩。看到這畫面,你腦海中是浮現唐朝詩人李嶠·《荷》中的那句"魚戲排緗葉,龜浮見綠池",還是漢代佚名詩人的"蓮葉何田田,魚戲蓮葉間"呢?

3. 冰雪奇緣

下面這一組化學照片則完美詮釋了冰雪奇緣,組圖中雪花冰晶交相輝映,冬天雖然寒冷,但在化學的世界裡,生機依舊盎然,綠色的杉樹挺立於風雪中,小瓢蟲也忘記了冬寒。

上左:《冰雪奇緣》(原名《山重水複疑無路》)。經化學腐蝕的磨彈簧鋼表面透過表面鍍銅處理,採集電子束激發的二次電子訊號,表面形貌酷似在一片"冰天雪地"中,玉樹銀妝,天空中雪花紛紛飄落。科研小王子孤單地坐在雪中,痴痴等候心中白雪公主的到來,等候美好愛情的到來。只是,小王子的春天還沒有到來,科研是多麼寂寞,寂寞是多麼無敵。

上右:冬日綿綿。由銀包裹的鋅粉經等離子噴塗後形成的ZnO/Ag微觀結構猶如初冬下了一場雪,杉樹上也覆蓋上一層雪花。也像冬日的清晨,杉樹上凝結了一層薄薄的白霜。冬日雖然漫長,但化學人心中的春天一直都在。

下左:歲寒松趣。在沉積液中加入鹵素,作為各向異性生長催化劑,透過電化學沉積方法,使其按照特定晶相,自發生長成樹枝狀的晶銅。樹枝晶銅的生長形態彷彿歲寒時節的松葉,葉上殘雪猶存,殘留的雜質顆粒宛如一隻忘了季節的小瓢蟲,在松葉上獨自玩樂,好像在說,春天在哪裡,怎麼這麼冷?

下右:冰晶寶石。透過水熱法合成的寶石狀的氧化鋅,在電子顯微鏡下,有若雪花冰晶一樣絢麗多彩,更像晶瑩剔透的藍寶石上點綴著幾顆紅瑪瑙。

4. 童話世界

接下來的這一組,將帶著我們慢慢走進小孩子的世界,在孤獨的心靈中都會有無數美麗的童話故事。童話裡有神奇的潛艇,他們是艇長,駕駛著潛艇航行在海底三萬裡。他們還有擁有一艘飛艇,駕駛它飛越千山萬水,沒有終點。嗯,他們的童話中還會擁有數不勝數的彩色果實。所以,作為父母,千萬不要輕易讓小孩子的童話破滅。

上左:《童話》(原名《思考的小孩兒》)。在10℃下采用重結晶法制備CsPbBr3奈米晶,這種奈米晶具有立方塊形貌結構,由於介面作用,CsPbBr3奈米晶介面之間相互融合生長,形成了較大尺寸且不規則的形貌結構。在透射電鏡下,看起來多像一個小孩手託下巴,跪坐在木馬上靜靜思考。也許此刻他正在構思美麗的童話,他就是童話的主人。

上右:深海潛望。透過模擬大氣腐蝕方法,在碳鋼表面沉積NaCl,其在腐蝕箱中暴露22小時後,可以看到碳鋼發生嚴重腐蝕,區域性區域產生腐蝕瘤。如同從一艘深海中遨遊的潛艇舷窗中看海底世界:原本黝黑寧靜的海底世界,在探照燈的照射下,深海中珊瑚和海花石開始生長,礁石隨著光影變換色彩,和上升漂浮的水汽球一齊靈動起來。

下左:布達拉宮之夜。圖為明礬(AlKSiO4·12H2O)晶體重結晶過程,多像在夜晚駕駛飛艇,從布達拉宮飛過。照片中宿鳥歸飛,昏鴉雲集,霧氣瀰漫,石柱滄桑。夜空裡,飄飛的小精靈裡越來越多,他們在空中嬉戲,在向你呼喚。宮殿依山壘砌,獨自佇立在高寒的土地上,寒來暑往,晝夜輪迴。

下右:《豐收》。用水熱法在花粉碳骨架上生長二硫化錸。經過辛勤勞作,小男孩終於在庚子鼠年的秋天收穫了數不勝數果實:草莓、荔枝、橘子、橙子、板栗、桃子、核桃、杏子、花生……

上面只是化學世界的浮光掠影。大家說,化學是不是很神奇,化學的世界是不是很美麗。以後,我會繼續向大家介紹美麗的化學,讓大家瞭解化學世界,瞭解化學化工在我們生活中的重要性,也希望大家能夠慢慢愛上美麗的化學。#江西中考改革:化學物理降分#

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