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速来围观!ZJUI 教授科普团带你直击科学前沿奥秘
时间:14/03/2025 记者:俞梦悦、林文隽、阳昕怡 摄影:受访者提供

科普,作为国家和社会普及科学技术知识、弘扬科学精神、传播科学思想以及倡导科学方法的重要活动,高校有责任和义务将更多科教资源与社会共享,让更多人受益于科学知识的普及。这不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的培养,一种对世界探索精神的激发。

 

为应对实施全民科学素质行动计划、加强科普能力建设和建立科普事业的良性运行机制的要求,进一步彰显独具特色的文化育人成效,ZJUI积极鼓励师生通过实验室开放日、跨学科科技沙龙、社区校园科普、青少年科学教育等丰富多彩的活动,将工程理念、跨学科创新思维等丰富多元的知识传递给社会民众,以近距离感受科技的魅力,促进知识共享,充分展现ZJUI积极践行作为一流工程学院所应承担的社会责任与使命担当,为全球培养具有科学素养的未来人才贡献力量。 

 

 

 

01 昆虫 “秘术”:黑科技攻克细菌抗药性

 

自2021年起,ZJUI副教授胡欢就开始了他的科普之行。三年多来, 他走进了海宁市高级中学、海宁长安初级中学、铜陵一中、淮北一中等多所学校,为同学们带来了一场场生动有趣的科普讲座。他从日常生活中常见的昆虫讲起,那些昆虫身上独特的构造与行为,成为激发灵感的源泉;再谈到人类基于这些灵感研发出的炫酷黑科技,它们融入生活,切实改善了人们的生活质量。

 

细菌的抗药性,是人类面临的很大威胁,急需另辟蹊径找到对付细菌的方法。神奇的是,科学家们发现那些和细菌相伴了几千万年的昆虫,比如蝉和蜻蜓,竟藏着一套超厉害的抗菌“秘术”——纳米针尖!这些针尖的直径仅仅100纳米,远远超出了人类肉眼的可见范围,就连光学显微镜也拿它们没办法,所以一直到10年前,才被澳大利亚的科学家们发现。在蜻蜓和蝉的翅膀上,密密麻麻地生长着这些纳米针尖。想象一下,当细菌欢天喜地地以为找到了“落脚地”,附着在翅膀表面时,纳米针尖就会立刻“出手”。它们能像一个个微观世界里的小刺客,通过物理方式,直接破坏细菌的细胞膜,轻轻松松就把细菌给“干掉”了,实现超棒的杀菌功能。关键是,整个过程完全没动用任何抗生素和药物,纯靠物理接触就搞定了抗菌这件大事?

 

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▲ 蝉翅膀上有肉眼不可见的纳米针尖能够物理杀菌

 

受到这些神奇昆虫的启发,ZJUI的副教授胡欢研发出了一种超牛的黑科技。这项技术能在4寸硅片上制造出纳米针尖,而且还能根据不同需求,制造出直径、高度和间距各不相同的纳米针尖,用这高科技产物来实现杀菌功能,为人类对抗细菌抗药性开辟了一条超酷的新道路! 

 

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▲ 胡欢老师与长安初级中学同学合影

 

 

 

02 电信号魔法秀:感知系统中的奥秘

 

ZJUI教授团的科普之旅,精彩远不止于此。2024年9月,ZJUI副教授王伟烈、副教授杨量景、助理教授Timothy Lee一同走进了浙江杭州的一所小学,开启了一场别开生面的科普之旅,为同学们带来了多场趣味盎然的科普讲座。从神奇的物理现象到奇妙的生物奥秘,每场讲座都以生动活泼的方式,将晦涩的科学知识娓娓道来。借助精彩的图片、直观的模型以及现场的小实验,成功点燃了同学们对科学探索的热情。

 

讲座中,ZJUI 副教授杨量景聚焦于电信号在感知系统中的作用,他以深入浅出的方式,细致入微地剖析了利用各类奇妙物理现象来生成电信号的底层原理。为了能让同学们跨越抽象概念的鸿沟,真切地理解其中的科学奥秘,杨量景老师如同一位神奇的魔术师,带着亲手制作的震动成像仪惊喜亮相。仪器一经开启,原本抽象模糊的震动概念,瞬间转化为同学们眼前清晰可见的真实画面,震动的每一次起伏、每一点变化,都清晰呈现。这神奇的一幕,瞬间点燃了同学们探索科学的热情,现场氛围热烈非凡。

 

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▲ 杨量景老师利用各类物理现象来为同学们讲解电信号的生成原理

 

 

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▲ 杨量景老师自制的震动成像仪示意图

 

 

 

03 校园惊现 “土豆炮弹”!火三角不神秘

 

为了超直观地揭秘燃烧三要素,也就是大家耳熟能详的 “火三角”,ZJUI助理教授Timothy Lee带着同学们玩出了大花样,竟然造出了 “炮弹”,直接 “震惊” 校园!同学们亲自动手实践,将土豆当作神奇“炮弹”,把塑料管作为“炮膛”,仅用一瓶发胶,土豆便在空中潇洒地划出一道优美弧线,成功实现发射。

 

这看似威慑力十足的土豆炮弹实际并不复杂,所用到的材料也都是日常生活用品,两根管道,一颗土豆,一瓶发胶,这就是一个炮弹的全部原料。然而,这里面的科学原理可不简单,发胶里的易燃气体遇到火源,瞬间点燃,释放出大量能量,把土豆 “狠狠” 推出管道,这就是能量转换在生活里的奇妙上演。Timothy Lee 老师正是用这样简单的工具,带着学生们做出超亮眼的 “作品”,让大家实实在在感受到能量转换的神奇力量,成功点燃了学生们的创新小宇宙,激发他们对科学探索的无限激情。

 

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▲ Timothy Lee老师为同学们讲解“土豆大炮”的作用原理

 

 

 

04 从能源困境到武侠脑洞:温差发电大揭秘

 

今年年初,ZJUI副教授王伟烈还参与了由松山湖材料实验室与新刊Materials Futures共同举办的“科普行”项目,为广东省东莞市松山湖实验中学的同学们带来了《探秘可持续能源:温差发电的神奇力量》的专题讲座。

 

在讲座现场,他结合当下全球能源供应紧张以及环境问题日益凸显的现实状况,深入浅出地揭示了温差发电这一前沿能源技术的奇妙奥秘,并通过海洋温差发电、固体热电发电等具体案例,带领学生们穿梭于复杂的能源科学领域,深入理解能源在推动经济增长、提升人类生活品质方面的关键作用。

 

在带领同学们畅游复杂的能源科学领域后,他抛出了一个引人深思的有趣问题:“我们人体自身存在的温差,能否如同那些能源技术一般,巧妙地实现发电呢?”

 

对此,他别出心裁地借助《倚天屠龙记》中如雷贯耳的九阳神功和玄冥神掌,开启了一场妙趣横生的深度解读。“九阳神功,作为一门高深莫测的武功绝学,其独特之处在于能够将天地间的阳刚之气引入人体,使之与人体内的真气相融合,形成一股无坚不摧、生生不息的强大力量。”从微观层面来看,这股强大力量具有神奇的“激活”效果,它能让人体内微观粒子的活跃程度急剧上升,直接导致身体局部区域的温度迅速达到一个较高水平。当修炼者处于低温环境时,奇妙的物理现象便会随之发生。依据物理学中经典的温差发电原理,身体高温区域内那些活跃的粒子,会迅速地朝着低温区域扩散移动。这些粒子的定向移动,最终形成了一种类似电流的能量流,展现出了独特的能量转化与流动现象。 

 

而‌“玄冥神掌则是修炼者通过特殊的功法,将自身的内力转化为阴寒之气。这种阴寒之气具有强大的冰冻和麻痹效果,在攻击时,能迅速将接触到的对手身体中的热量带走,使目标周围的温度急剧降低,导致水分凝结成冰,从而造成伤害。” 从能量角度来看,这是一种将内力中的 “阴寒能量” 转化为热能传递的反向过程,即通过吸收目标的热量来实现能量的转移和释放,使目标陷入极度寒冷的状态,进而影响其身体机能和行动能力。

 

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▲ 王伟烈老师引用九阳神功和玄冥神掌解读人体发电原理

 

 

 

 

听听ZJUI教授们怎么说

 

ZJUI副教授王伟烈

 

科普是门技术活,搞科研像在实验室熬高汤,做科普得像米其林主厨定制化摆盘——既要保住知识营养,又要满足不同“食客”(或许是懵懂的小学生,或许是高中生,甚至是专业人士)的独特需求。这种‘学术变形术’绝非一蹴而就,科普者需要耗费大量时间反复打磨,才能将硬核的学术知识变得人人爱看、人人能懂。科普活动就是一场“学院与社会的双向奔赴”——既让学院实验室里的智慧结晶走出象牙塔,又为提升大众的生活品质添砖加瓦。

 

 

ZJUI副教授胡欢

 

科普活动能让中小学生跳出单纯追求考试高分的局限,从内心深处激发出对科学的兴趣与热爱。我希望将科研过程中的乐趣,以及专业领域中那些饶有趣味的内容传递给学生们。毕竟兴趣是最好的老师,只要学生们对科学产生兴趣,学习便会变得事半功倍,任何知识都能轻松掌握。身为ZJUI的青年教师,我希望能将自身专业知识发挥到极致。展望未来,我还打算带着自己编写的科普书籍,走进更多校园,为孩子们播撒下科学的种子。这或许是我能够贡献自身力量之处,而这同样也是ZJUI作为一流工程学院理应担当的社会责任——让学院化作一座坚实桥梁,紧密连接起科学与大众。

 

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