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卷首语 | 变化之学 无所不包

2020年，嫦娥五号探测器完成月球表面采样任务，上升起飞前，着陆器自动弹开了一面鲜艳的五星红旗。 在正负150摄氏度温差、紫外线强烈的极端恶劣环境中，能让材料保持记忆并让五星红旗保持鲜艳的本色，“化学”可谓功不可没。 如果用一个直观的词来形象地解释“化学”，那就是：变化之学。 变化之学，形成世界。我们人类共同的家园——地球，就是一个巨大的化学王国。从它形成过程中的高温化学反应，到原始大气圈的

特别策划 | 一天中的百变化学

当我们品尝食物，通过口腔里的余味怀念美味，尤其是甜甜的味道时，其实已经有大量残留在口腔中的糖包裹住了牙齿。 糖发酵会产生氢离子（H+），氢离子与氢氧根离子（OH-）结合，促使上面的化学反应正向移动，羟基磷酸钙被溶解，进而牙釉质被破坏。 但这个问题也不是无解，氟化物就能够降低牙釉质溶解度（溶质在溶剂中的溶解能力），促进牙釉质再矿化。 因此，在饭后要及时漱口或使用含氟牙膏刷牙。 7：00AM

特别策划 | 打开书包学化学

轻质、耐磨的尼龙书包 书包的面料多种多样，例如帆布、PU皮、尼龙等。其中，尼龙材料的书包轻便且耐磨，这与尼龙的化学性质密不可分。 尼龙是一种常见有机高分子材料，是聚酰胺的俗称，英文名称为polyamide，简称PA。有机高分子材料是指，相对分子质量很大的一类有机化合物。它们在结构上是由许多简单的、相同的称为链节（单体）的结构单元，通过化学键重复连接而成的。而尼龙是分子主链上含有重复酰胺基团—[

特别策划 | 用化学的“眼睛”看颜色

颜色与光谱 首先，我们需要知道颜色究竟是什么。颜色是到达我们眼中的波长范围在400～800纳米之间的可见光，也就是电磁波。除此之外，电磁波还包括我们肉眼看不见的紫外线、红外线、X射线、微波等。 那么，不同颜色的可见光是如何产生的呢？这就要回到我们日常看到的颜色的源头——白光（这里的白光指的就是常见的日光、白色的灯光等）。 白光可以分解为各种颜色的光谱，就像我们雨后看到的彩虹。第一个将太阳光用

特别策划 | 胶体中的化学

清晨，一缕晨光倾泻而下，在林间留下一条光亮的通路；卤水滴入豆浆，就能结成豆腐；黄河三角洲的形成，主要是含硅酸盐胶体的黄河水遇海水中的盐分发生了胶体的聚沉……这些现象都离不开胶体。胶体的性质多种多样，在生活中的应用也不胜枚举。 溶液、胶体和浊液的粒度比较示意图（1厘米=107纳米） 分散体系的划分 ——什么是胶体？ 在我们生活的环境中，多数物质是以两种或两种以上的纯净物以混合物的形式存在。

特别策划 | 飞到太空学化学

5月30日9时31分，景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员搭乘神舟十六号载人飞船，在长征二号F运载火箭的托举下，从东风航天城点火升空，开启为期约5个月的太空之旅。不仅日常生活中处处包含着化学，中国空间站里也离不开化学，让我们去看看吧！ 对抗极端空间环境的神奇材料 空间环境是指由电场、磁场、引力场、电磁辐射、空间碎片、流星体以及各种带电粒子和中性粒子所构成的宇宙空间环境。 我们知道，宇宙空间环

特别策划 | 安全气囊：“爆炸”也可以救命？

提到爆炸，大家想到的多是危险甚至生死攸关的场面。不过，事物都有两面性，有爆炸危险的化学物质如果得到合理利用，也能造福人类，例如汽车里的安全气囊，其工作过程被称为“拯救生命的爆炸”。 车祸带来的灵感 汽车带来的高效与便捷，改变了人类的生活方式。但是，伴随着汽车功率和时速的提高以及高速公路的兴起，行车安全事故越来越频发。对此，人们不得不考虑在车祸发生时，该如何减少人身伤害。 20世纪50年代

特别策划 | 美味的化学反应

当铁板上的烤肉吱吱作响、路边烧烤店里飘出阵阵诱人的香气时，一个个化学反应也在同步进行。让我们走进美味的化学反应，探寻其中的奥秘吧！ 烧烤美味的奥秘——美拉德反应 近期，凭借着“烤炉+小饼+蘸料”的烧烤“灵魂”3件套，淄博烧烤吸引了无数游客前往品尝。烧烤如此诱人的奥秘与美拉德反应有关。 1912年，法国化学家美拉德发现，甘氨酸和葡萄糖的混合液加热时，会反应产生一种气味非常香的褐色物质。后来，科

特别策划 | 少年化学家养成记

“变化的科学” 化学从字面意思来看，指“变化的科学”。它是在原子、分子水平上研究物质组成、结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。化学反应伴随着新物质的生成（生成物）和旧物质的消失（反应物），例如木头燃烧、铁的锈蚀等。而化学家最重要的工作之一是化学合成，就是通过原子、分子间的不同组合，采用合适的化学反应途径，去创制一系列用于改善人类生活和推动社会发展的新物质。 在失败中坚守初心 中学第一

特别策划 | 化学家的科研日常

北宋文学家王安石在《游褒禅山记》中曾用“夫夷以近，则游者众；险以远，则至者少。而世之奇伟、瑰怪，非常之观，常在于险远，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也”来感叹只有胸怀大志的人，才有可能实现理想。做科研也是如此！今天就让我们走进化学家的科研日常，去看看他们是如何战胜困难，取得成就的吧！ 做科研犹如啃硬骨头 做科研犹如啃硬骨头，只有在某个领域长期坚守和持续努力，才能取得优异的成果。 在碳纳

探索发现 | 沙漠深处的守护者柽柳

柽柳： 比胡杨还顽强的植物 在大多数人的脑海里，胡杨总是和沙漠联系在一起。确实，胡杨是沙漠中神奇的存在，奇形怪状的树干、深秋金色的树叶、多变的叶形，以及胡杨泪（关于胡杨泪可详见《知识就是力量》杂志2023年5月刊）等都有着突破人类想象力的美感和沧桑感。 但是沙漠中除了胡杨之外，还有柽柳和芦苇。本文的“主人公”柽柳，是生命力比胡杨还顽强的植物。 柽柳，被当地人称为红柳。柽柳属植物为灌木或

探索发现 | 空中“先锋”

固定翼无人机 无人机因具有零伤亡、机动性强、作战效能高、成本低等优点，已经成为备受推崇的武器装备。按照飞行模式，无人机可以分为固定翼无人机、旋翼机、扑翼机等。其中固定翼无人机，在当前军事领域使用广泛、装备较多。 旋翼机 飞得高、飞得快 旋翼机可以依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力，让飞行器飞起来，并通过改变机翼的转速，来控制飞行器保持平稳姿态。可以悬停和垂直起降是旋翼机的两大特点，

科学微距 | 前沿

章鱼 章鱼墨汁中的化合物可杀死癌细胞 近日，墨西哥科学家人工合成了章鱼墨汁中存在的一种化合物，这种化合物可以杀死人体中的癌细胞，对健康细胞则毫无影响。 该研究团队此前已经从普通章鱼的墨汁中鉴定出这种化合物，并将其作为抗癌候选物质之一。在最新研究中，该团队人工制造出了该化合物分子。为了探索这种化合物在治疗癌症方面的潜力，他们将其注射到人类乳腺癌和肺癌细胞中。结果发现，该化合物会使大部分癌细胞死

科学微距 | 声音

袁亚湘院士 新型电力系统需要不同时长、高安全的储能技术。” —赵天寿 中国科学院院士 赵天寿表示：“过去十几年，我们国家的光伏和风机发展迅速，2021年光电和风电的发电量为9800亿度，但是弃风弃光量达到了270亿度，造成巨大的经济损失，其中主要的原因是太阳能和风能发电具有分散、间歇、不稳定的特点。” “要建立新型电力系统，需要不同时长的储能技术，从分秒级、小时，甚至跨季度、跨年的储能技

科学微距 | 数字

1000 万吨 6月8日，中国海油发布消息，位于珠江口盆地海域的中国首个自主开发的深水油田群——流花16-2，投产以来累计生产原油突破1000万吨。 流花16-2油田群是中国海上开发水深最深的油田群，同时开发的3个油田，采用全水下生产模式，拥有亚洲规模最大的深水油气田水下生产系统，是中国首个具备远程遥控生产能力的深水油田，可实现台风期间无人生产，保障油田稳产高产。 当前，中国已在水深超过30

科学微距 | 趣闻

黑龙江大兴安岭再次发现东北虎 5月30日，黑龙江省林草局在回收的红外相机中发现，有2个相机位点监测获得东北虎影像数据。 根据1974～1976年黑龙江省珍贵野生动物资源调查，东北虎在大兴安岭已经绝迹。但在2021年12月，该地发现东北虎，随后跟踪足迹并收集粪便鉴定，确定为1只雌性东北虎；之后又经过一年半的监测，该区域又获得了东北虎及大量猎物的影像资料。这表明该区域可能已经成为所发现东北虎的重要

科学有料 | 电化学反应

化学工业是支撑国民经济发展的重要基础性产业，也是二氧化碳排放量较大的行业。这是因为许多化学反应需要在高温、高压的条件下进行，这个过程中需要燃烧化石燃料，并产生大量的碳排放。因此，化学工业必须找到一种更加环保和可持续的方法，电化学反应就是一种很有前景的解决方案。 全球有很多科学家在致力于解决这个问题，来自委内瑞拉的纽约大学副教授、可持续工程专家米盖尔·A·莫德斯蒂诺（Miguel A. Modes

学海新知 | 自制酸碱指示剂

英国化学家罗伯特·波义耳（1627～1691年）从植物中提取汁液制成试纸。他用试纸对酸性溶液和碱性溶液进行实验，最终发明了至今我们还在使用的酸碱指示剂。其实，用生活中常见的蔬菜就能制成酸碱指示剂，让我们一起来试一试吧！ 实验原理 紫甘蓝变色，是由于紫甘蓝细胞内花青素的作用。花青素是一种水溶性的植物色素，是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。花青素类物质的颜色随pH值变化而变化，pH值

学海新知 | 窑洞营造技艺中的科学智慧

窑洞是黄土高原特有的一种民居形式，是人类早期穴居发展演变的实物遗存，广泛分布于山西、陕西、甘肃等地。位于陕甘宁三省区交会处的甘肃省庆阳市，被中国民俗学会命名为“窑洞民居之乡”，庆阳窑洞营造技艺也被列入第二批国家级非物质文化遗产名录。窑洞在不同自然环境、地貌特征和地方风土的影响下，形成了各种不同的样式。让我们一起看看窑洞中的科学吧！ 窑洞的圆拱造型使其受力均匀、不易坍塌 诞生于黄土中的居所 黄

艺术中的科学 | 千年不朽的神兵利刃

青铜器制作技艺在2021年被列入国家级非物质文化遗产， 而铸成于春秋末期的国家一级文物越王勾践剑， 更是代表了中国古代最巅峰的青铜冶铸技术， 它历经2500多年仍寒光凛冽、鲜有锈迹。 这其中有哪些科学原理呢？ 神兵利刃重见天日 春秋战国时期，诸侯争霸、战乱频繁、武斗盛行，剑成为人们常用的防身武器。当时，上至君王，下至文武百官，都将宝剑奉为圣品，常年佩剑，以至剑不离身。 随着冶炼和

兵器与谋略 | 滔海中坚：国产052D型导弹驱逐舰

更灵敏的“眼睛” 052D型舰延续了052C型舰的总体舰型设计，满载排水量约7000吨。从布局上看，052D型舰的上层建筑向内倾斜角度更大，因而雷达反射面积更小，隐身性能更好。尾部船楼结构有较为明显的变化，机库从左侧移到中间，两侧增设了一对封闭式快艇容舱。后桅杆也往前移了一段距离，以便能在甲板设置导弹垂直发射系统。 052C型舰——长春号导弹驱逐舰 052D型舰的最大改进，是装备了新型

兵器与谋略 | “调虎离山”让敌人主动离开有利位置

“调虎离山”既是一个成语，也是兵书《三十六计》中的第十五计。它有何深意？又有哪些运用此谋略赢得胜利的经典战例？ 东汉：虞诩巧计诱敌 115年（东汉元初二年），西北叛乱羌族武装攻扰武都郡（今甘肃陇南成县以西）。东汉邓太后提拔虞诩（xǔ）为武都太守，赶赴该地，迎击羌人。 在奔赴武都途中，虞诩和部下被数千羌人阻截在陈仓崤（xiáo）谷（今陕西宝鸡大散岭）。当时，鉴于羌人士气正旺，又占据了有利地

行知天下 | 海南热带雨林国家公园寻鸟记

海南热带雨林国家公园是中国第一批国家公园。这里拥有中国分布集中、类型多样、保存完好的岛屿型热带雨林。其中，尖峰岭保护区生活着200多种鸟类。此行，我的目标是寻找热带雨林中的各种鸟，现在，就跟我一起去看看这多彩的鸟类世界吧！ 如浪潮般集体行动的“鸟浪” 位于尖峰岭保护区腹地的鸣凤谷是一处绝佳的观鸟圣地，此处海拔适中、植被繁茂、鸟种相当丰富。我沿栈道慢慢深入探索，高大的乔木遮天蔽日，到处是粗壮

行知天下 | 匡庐奇秀 甲天下山

庐山五老峰，5座山峰，看起来就像席地而坐的5位老翁，因此得名（摄影/殷锡翔） 唐代诗人白居易在《庐山草堂记》一诗中这样评价庐山——“匡庐奇秀，甲天下山。”意思是：庐山的风景，秀丽至极，简直是天下诸山的冠军。 庐山锦绣谷云雾（摄影/郭庆山） 庐山位于江西省九江市南36千米处，地处长江南岸，鄱阳湖西畔，位于长江与鄱阳湖交汇处，是长江中下游大平原上的“生态交汇岛”，也是候鸟迁徙路线上重要的越冬

行知天下 | 周光召送上原子弹爆炸前的“定心丸”

周光召，中国共产党党员，理论物理、粒子物理学家，中国科学院院士，“两弹一星”功勋奖章获得者，为中国理论物理学发展、原子弹研制、国防事业奠基作出了杰出贡献。 周光召与《知识就是力量》杂志渊源颇深——1996年7月与8月，周光召先后在《知识就是力量》杂志上发表《一些基础科学的发展趋势》《科学技术与社会》等文章；2004年8月，《知识就是力量》杂志专访周光召院士，整理成《科学家谈科学发展观》一文。

生活解码 | “触触”可怜

生活解码 | 狭缝中生存的“强者”

蜘蛛是生活中常见的一类动物。 但你是否真正了解它呢？ 今天就让我们一起来认识一类奇特的蜘蛛——扁蛛， 看看它在狭缝中的生存智慧吧。 蜘蛛中的“另类” 在众多蜘蛛中，有一类能将身体压扁从而适应狭缝生存的“另类”——转蛛科扁蛛属蜘蛛。目前，全世界已知转蛛科有21属167种，主要分布在澳大利亚，而亚洲仅有2属13种，中国只有扁蛛属的8个种。 扁蛛有8只眼，排成2列，而且后眼列（眼睛横向排

青春密语 | 扔掉飞来的“锅”

有这样一句话：“世界上最让人难过的事，不是犯了错被批评、惩罚，而是这事明明不是自己做的，却要蒙受不白之冤。”面对这飞来的“锅”，我们该怎么办？ 案例 前段时间，有这样一则新闻，引发了人们的关注和热议。一家店老板称，一位小女孩偷了店里的东西，并要求当众搜身。小女孩委屈得直掉泪，好在她爷爷据理力争，在警察的介入下还原了事情真相——小女孩并没有偷拿店内商品。后来，在小女孩父母的坚持下，店主公开向小女

科幻空间站 | 史前海怪之恐怖邓氏鱼（上）

我家有一个神奇动物园，爸爸从来不让我到里面玩。这个动物园是个偌大的球体，呈蓝色，上面布满了不规则的外壳，包裹着里面的生态系统。在它的不远处放着一个大灯泡，叫黄矮灯，里面是可控核聚变反应堆——持续了50亿年，供给动物园无限的光和热，生成它的外壳。 更远的地方，还有几颗圆球，正向或反向拨动它们时，动物园的时间轴便可以快速旋转并运行。在不同的时间节点，爸爸还放置了不同的生物种子。它们被四维的时间尺度隔

科幻空间站 | 3000年

2100年，宇宙中的各大行星渐渐有了生命的气息。地球发展更加迅速——不仅成为全宇宙最先进的行星，也实现了全球碳中和，是真正的绿色家园。 “叮铃铃、叮铃铃，起床了！叮铃铃……”啪！我用意念给了烦人的闹钟一巴掌——万恶的闹钟可算停了。 “闹钟怎么这么早就响了？”我坐起身。 “今天要坐自动飞行火箭去火星玩哟，再不起床就赶不上啦！”随身的智能小机器人提醒我。 我摸了摸手腕，透明的虚拟手表立刻浮现：

科幻空间站 | 用科幻的视角反思现实

如果要写科幻，你想通过科幻作品来表现什么？本期刊载的两篇小说或许能为你提供一些思路：一篇用科幻的方式科普，让读者在惊险刺激中了解新知识、思考新内容；另一篇用未来的设定，反映现实中人类最迫切的问题之一，让读者产生共鸣、反思自己。 《史前海怪之恐怖邓氏鱼》（上）来自知名科幻作家超侠。超侠原名尹超，曾多次获得全球华语科幻星云奖。 这篇小说讲述了3位少年的一段冒险经历。主人公“我”的家中有一个神奇