发明与创新·高中生 (2024年04期) 电子版

目录

卷首语丨创新之星之青春档案

姓名：曹昱辰 学校：合肥市第一中学 年龄：16岁 兴趣爱好：机器人、做手工、堆积木、做公益 最敬佩的人：埃隆·马斯克 最喜欢看的书： 《平凡的世界》 最喜欢看的电影：《疯狂动物城》 最想做的事：精通四国语言甚至更多 最自豪的事：做...

本期策划丨蕴藏古今奥秘的殿堂

读万卷书，行万里路。如果说人类的进化是从直立行走开始的话，那人类的文明毫无疑问依靠的就是阅读。如果说书籍是人类进步的阶梯，那么守藏经典、传承文明的图书馆就是搭建进步阶梯的殿堂。 图书馆距今已有4000多年历史，早期的图书馆或处于皇宫，或位于...

发明史话丨小心“蚊出没”

如果有一种昆虫能让我们恨之入骨，必欲除之而后快，那非蚊子莫属。蚊子可携带并传播超过80种疾病，疟疾、塞卡病毒等多种病原体在非洲肆虐，登革热、乙型脑炎在全球流行，全球每年有约80万人死于蚊子传播导致的病菌感染。从古至今，人们一直都在寻找行之有...

玩转科学丨美丽的彩珠

你是否玩过一种用水一泡就膨胀的彩色小珠子？这种神奇的珠子俗称“水精灵”，它是一种吸水性树脂，一般由淀粉混合丙烯腈或丙烯酸酯制成。这两种物质都有一定的毒性，商家在制作过程中还可能添加工业色素，所以建议大家不要随便买来玩耍。 在实验室，我们可以...

创意设计丨智能压强灯

在大多数寄宿学校，學生宿舍床铺为上下铺。睡上铺的同学夜晚熄灯后想上厕所或者喝水，又担心开灯会影响其他人休息，不得不摸黑下床，这样就会出现踩空的风险，一不小心摔倒受伤。于是我突发奇想，设计了智能压强灯。 这款智能压强灯可安装在上下床的台阶上，...

创意设计丨有投影功能的笔记本电脑

将投影设備集成在笔记本电脑内，投影头及投影设备安装在笔记本电脑显示屏后，将调节位置与焦距的装置装在投影头上，这样笔记本就具备了投影功能。墙壁多为白色，投影式笔记本电脑无需借助屏幕，能直接投影到白墙上，使用方便、灵活、快捷，摆脱了对硬件的依赖...

创造天地丨乒乓球拍打磨机

常用的乒乓球拍底板厚度为6～8 mm，包括底板、海绵和胶皮三部分，底板是球拍的重要组成部分。在打球的过程中我发现，由于手指与球拍侧面长时间摩擦，损坏的球拍还有刮伤手的风险。通常人们会用砂纸打磨球拍，由于每个人的手法不同，对乒乓球拍打磨的深浅...

创造天地丨交互式人工智能升降枕头

学习、生活压力大，晚上就是睡不着，这可怎么办？ 长沙市雷锋学校的王博艺、姚玉熙设计了一款助眠枕头，来看看他们是如何帮助人们轻松入眠的吧！ 不改变人们的睡眠习惯，用枕头下的传感器监测人的睡眠情况。用Arduino单片机控制枕头的状态：当人平躺...

实践探究丨妙用土豆破难点

高一生物学必修1第六章《细胞的生命历程》中，为了让同学们更好地理解细胞为什么不能无限长大，老师安排了“运用模型作解释”这样的一个思维训练：用边长分别为1 cm、2 cm和3 cm的正方体模拟三个大小不同的细胞，计算每个“细胞”的相对表面积值...

实践探究丨番茄汁真的不适宜检测还原糖吗

还原糖的检测是一项重要的分析技术，可用来分析生物组织或有机物中糖类化合物的种类及数量。检测还原糖时对实验材料的选择有两个方面的要求：一是还原糖含量高，二是颜色为白色或浅色，以避免材料本身的颜色覆盖反应结果。一些教辅资料认为，有色生物组织如番...

创新之星丨追梦，一直在路上

从乐高到VEX，每一次都是成长 安徽省合肥市第一中学（以下简称“合肥一中”）学生曹昱辰特别喜欢衍纸艺术，用独特的方法将平平无奇的纸片变为颇具奇妙立体感的艺术品，她觉得成就感满满。让人意想不到的是，她亦是一名机器人“痴迷者”。从小学至今，曹昱...

创新课堂丨“花开四季”进校园

“冲老白”“冲铆”是一项在北方农村广为流传的民间体育活动，我们通过访谈、文献查找、仿生设计等方法，将这项活动的名称、场地、器械、比赛规则进行创新和完善，设计出一款适合在校园开展的体育项目，旨在让更多青少年享受民间体育运动带来的快乐，同时为创...

创新课堂丨3D技术与化学教学碰撞的“火花”

3D One是一种设计建模立体实物的软件，KingDraw是一款专业型化学结构编辑器，将两者与3D打印技术结合（以下统称3D技术），可使微观结构转化为实物模型，在增强学生对抽象化学知识理解的同时，还能激发其学习兴趣和创新思维。此外，3D技术...

奥秘世界丨南极日记（一）启程

从1984年我国首次开展南极科学考察起，40年来，一代又一代南极科考队员秉持“爱国、拼搏、求实、创新”的精神，应机而变、开拓创新，建成了我们自己的5个科学考察站，实现了海、陆、空立体化作业，领跑了南大洋的系统研究。他们书写了一个个传奇的科考...

奥秘世界丨走出来的博物学（二）长沙有“蝽”天

《奥秘世界》栏目邀请湖南师范大学生命科学学院副教授范雄伟和他的团队带来“走出来的博物学”系列文章。本期，让我们跟随他们的脚步，体验长沙的“蝽”天。 “等闲识得春风面，万紫千红总是春。”长沙的春天很短暂，甚至常被人抱怨“长沙没有春天”，而我却...

科普场馆丨校园里的科技馆

在湖南省浏阳市第五中学，“藏”着一座艺术科技馆——浏阳市艺术科技馆。作为首个建在校园里的综合型艺术科技馆，它为乡镇和偏远地区的莘莘学子提供了一个参观学习的殿堂。目前，浏阳市艺术科技馆新馆正在紧锣密鼓地建设中，将于今年10月开馆，届时将完全对...

趣说科普丨饺子馅为何要朝同一个方向搅拌

要想包出美味的饺子，调制饺子馅至关重要，其中搅拌这道工序颇有讲究。沿着同一个方向搅拌肉馅，有利于肉中的蛋白质多肽链形成网络结构，以吸收水分“上劲儿”。此外，馅料中加了油、盐等调料，肌肉细胞中的肌球蛋白在遇到盐之后，就会从细胞中“跑”出來变得...

趣说科普丨黄鼠狼真的爱吃鸡吗

很多人对黄鼠狼的认识是从歇后语“黄鼠狼给鸡拜年——没安好心”开始的。黄鼠狼是黄鼬的俗称，它最喜欢的食物其实是老鼠，很少会去抓鸡吃。成年黄鼠狼一晚可捕捉5～7只老鼠，是名副其实的“灭鼠高手”。自人类开始进行有规模的农业种植以来，食物有了剩余，...

趣说科普丨霜打的青菜为何更鲜甜

植物细胞中的水分在常温下多以液态存在，如果气温跌破0 ℃，其中的水分则可能形成冰晶，影响细胞的正常功能，甚至刺伤细胞膜并破坏细胞结构。这時，植物会产生大量可溶性糖和氨基酸，促使细胞内溶液的凝固点下降。霜打之后的青菜（尤其是十字花科的蔬菜，如...

趣说科普丨缤纷花色从何而来

花色是由基因决定的，是植物长期进化的结果。细胞液的pH值不同，鲜花花瓣细胞中含有的花青素、类胡萝卜素、叶黄素等主要色素会显现不同的颜色。在植物花朵含有的色素中，花青素对酸碱度较敏感，只要酸碱度稍微变化，花的颜色也會随之改变。如果花朵不含有任...

新品新知丨智能角膜重建“原生感觉”

南开大学电子信息与光学工程学院徐文涛教授团队设计并概念验证了一种具有感觉的人造智能角膜，通过人造反射弧来重建“原生感觉”。这款人造智能角膜装备不仅可以模仿眼轮匝肌的收缩，像人類原生角膜一样具有保护、触觉感知和光折射功能，并且拓展了光感知和环...

新品新知丨肌肉组织驱动的两足机器人

日本研究人员将肌肉组织和人造材料结合，制造出一款双足生物混合机器人。该机器人有一個泡沫浮标顶部和加重的腿，能帮助它在水中直立，骨架主要由可弯曲以适应肌肉运动的硅橡胶制成。研究人员将培养的骨骼肌组织条连接到硅橡胶和该机器人的两条腿上，通过每5...

新品新知丨吃塑料吐“蜘蛛丝”的改造细菌

美国伦斯勒理工学院和阿贡国家实验室科学家携手，对铜绿假单胞菌进行改造，使其可将聚乙烯作为食物，并轉化为一种与蜘蛛丝织物相似的可生物降解的丝蛋白。这种丝蛋白具有柔韧、无毒、可生物降解等特性，是避免持续塑料污染的绝佳材料，未来有望应用于纺织、医...

新品新知丨可“变形”自适应智能手机

可“变形”自适应智能手机采用全可折叠屏幕设计，用户可根据需求将机身按不同比例进行折叠，屏幕也会自动根据折叠位置进行分屏显示。不仅如此，这款手機还设计了一个磁吸式表带组件，用户可将其完全弯曲成一个巨大的“手环”吸附在手腕部使用。手机摄像头还能...

终结流言丨 嘴馋就是“真的饿了”吗

流言：追劇看电影时，路过散发诱人香味的烧烤摊时，观看色泽鲜艳的美食视频时……身体发出“想吃东西”的信号，意味着“真的饿了”。 真相：事实上，除了真正的饥饿之外，还有一种由食物的刺激特性引起的针对某种食物的食欲，即为“伪饥饿”。 “饥饿”与“...

终结流言丨保温杯也有使用禁忌吗

流言：保溫杯多为不锈钢材质，使用不当会析出有害物质。 真相：保温杯的使用安全与杯体材质是否合格有很大关系，使用质量合格的不锈钢保温杯，发生健康风险的概率很低。 GB 9684—2011食品安全国家标准对食具用不锈钢材料有明确要求：只有含13...

世说新语丨液体接界电位等

学科：分析化学 在不同的电解质溶液界面之间，或在浓度不同的同种电解质溶液界面之间，正、负离子扩散通过界面的速率不同，就会产生微小的电位差，这种电位差称为液体接界电位（简称液接电位）。液接电位与溶液中离子的浓度、电荷数、迁移速率，以及溶剂的性...

读编往来丨生活处处有创新

我与《发明与创新》的故事 还记得第一次翻开《发明与创新》时的情景吗？还记得自己写的文章被《发明与创新》刊发时的心情吗？…… 今年是《发明与创新》杂志创刊40周年，从本期开始，我们将刊登“我与《发明与创新》的故事”系列文章，记录读者与我们结缘...