知其所以然——尼古丁显示仪发明启示录

□杭州青少年业余发明学校 石钰辰 孙宇奇 王 颖

知其所以然
——尼古丁显示仪发明启示录

□杭州青少年业余发明学校 石钰辰 孙宇奇 王 颖

自二十世纪五十年代以来，全球范围内已有大量流行病学研究证实，吸烟是导致肺癌的首要危险因素。为了引起国际社会对烟草危害人类健康的重视，世界卫生组织自1989年起将每年的5月31日定为“世界无烟日（WorldNo-TobaccoDay）”。大家都知道吸烟有害健康，但还是有源源不断的人加入了吸烟者的行列，而且年龄正向低端发展。

北京大学儿童青少年卫生研究所对天津、山东、重庆、广东四个省市的200所中学的11957名13~15岁的中学生进行了“青少年与烟草使用状况”的调查，结果是：现在我国中学生初次吸烟的年龄是10.7岁，比二十世纪六七十年代的调查结果早了2.3岁。初中生吸烟的越来越多，更严重的是在调查的吸烟学生中，有30.5%是在10岁以前就开始吸烟，这是一个很危险的信号。

每次看到叼着香烟自以为很酷的同学从身边走过，我们心里都很难过。因为这是在慢性自杀！所以我们想做一个吸烟危害显示仪，让人们能更直观地看到香烟中的有毒成分——尼古丁。

该显示仪是由一个烟嘴、三通管、导管、大试管、集气装置和两个单向气门组成（如图所示）。我们将单向气门顺次设置放入三通管的两侧，这样带有单向气门的三通管和橡皮球就组成了一个吸、排气装置。即当气囊放松时，右侧单向气门将打开，香烟的气流通过管道进入气囊（模拟肺体）；当气囊压紧时，左侧单向气门将打开，气囊（模拟肺体）中烟气通过左侧单向气道排入到大试管中。橡皮球就是模仿人肺部舒张和压缩的运动，通过挤压将点燃在烟嘴的香烟烟气通过导管排入大试管，与大试管内的四氯化碳溶液反应。由于烟气中含有的尼古丁能溶于碱性的溶液，且变成黄色，这样，人们就能明显地认识到吸烟对自己的肺，以及对身体的危害。

你们别以为它看起来简单，制作时可费了我们很大的脑筋和工夫，光是让吸入的烟量能够一次次地收集起来，又不致于原方向返回，这就是非常难的问题。我们通过学习生物和物理科学后，觉得将人体中肺功能呼吸原理应用于本发明的设计可能更好些。于是，我们查阅信息，集体讨论，制定设计方案。经过反复探究、实验改进，终于取得了满意的效果。

我们只须把半根香烟的咽气吸入大试管中，就能用肉眼观察到在大试管内的液体慢慢地改变颜色了，使非专业的普通百姓也能很形象地观察到吸烟有很大的危害，起到了警示大家少吸烟或不吸烟的作用。

通过这项发明活动，我们感悟到，我们虽然天天在学习科学文化知识，天天在与科技打交道，却不知道其所以然。因此，我们要努力学好文化知识，更需要将学到的科学文化知识与社会、技术和生活紧密地联系起来，做到动脑与动手相结合，这就要求我们平时在学习中注意锻炼和提高自身解决问题的能力和创造才能。

指导教师 陈欢庆