客观日本

高中生的惊人发现(1)

2012年01月06日 中小学教育

某个周五放学后,茨城县立水户第二高中的数理科学兴趣小组的学生们照常进行了一系列的实验,做完实验后直接去了卡拉OK。可周一上学之后却大吃一惊,实验发生了意想不到的变化。学生们将研究这意想不到的结果写成论文,并登载在美国权威学术期刊《The Journal of Physical Chemistry》上。

 2008年2月的某个周五,兴趣小组的小沼瞳(2011年3月毕业)等5人进行了名为“BZ反应”的化学实验。这个实验通过反复氧化与还原的化学反应的方式,使水溶液的颜色在红蓝之间交替变化。这个试验中使用的化学药品为金属催化剂、氧化剂及还原剂,危险性低,是一个高中生也可以简单完成的实验。通常,红蓝色的变化反复一定时间之后,就会固定在红色上,实验就此结束。

 可让小沼他们吃惊的是,烧杯中的液体没有变成红色也没有变成蓝色,而是变成了黄色。这一变化,包括小沼在内,大家从未经历过。于是她们反复做了多次实验,发现试剂在一定的条件下,经过5~20个小时候从红色到蓝色的交替变化后,最后会变成黄色。

 通过这种BZ反应是否可以获得什么呢?在这里介绍一个东京大学吉田亮副教授等研究者的事例(这项研究是由科学技术振兴机构战略性创造研究推进事业援助进行的)。吉田副教授曾经成功开发出“自振凝胶”。它的原理就是将BZ反应运用到凝胶上,使之产生自振。运用这一研究成果,可以开发按事先安排好的周期自动投放药物的系统(DDS)、模仿心肌细胞制造的人工心肌、运输极小物质的纳米传送带,以及可以像生物一样自由活动的微型机器人等。这次学生们遇到的意外,对于这些前辈科学家们来说,当然也是没有预想到的。

 专家们表示,学生们的这一发现,将由专业化学工作者进一步研究,今后的研究成果很值得期待。

 顺便说一下,水户第二高中被日本文部科学省指定为科学技术及数理教育的“超级科学高中(SSH)”。