闪亮的鸡蛋
2021-06-11
当你用煤烟灰覆盖鸡蛋时会发生什么呢?它会变得超级黑,但也会变得超级闪亮(图1)!
安全注意事项:在本次实验活动中,你需要把你的手靠近蠟烛火焰,一定要请一位成年人协助实验。如果不小心烧伤,请立刻用冷水冲洗烧伤处20分钟。
实验条件及材料
●鸡蛋
● 水
● 洗涤剂
● 干净的抹布
● 茶蜡蜡烛
● 火柴或者打火机
● 玻璃杯
活动步骤
(1)用水和洗涤剂仔细地清洗鸡蛋,然后用一块干净的抹布彻底擦干鸡蛋表面。
(2)点燃蜡烛,等1 分钟左右的时间,让火焰稳定下来(图2)。
(3)在玻璃杯中放些水。你需要足够的水使鸡蛋能完全浸泡在其中,但是也不要太多,否则当你把鸡蛋放进去的时候杯子里的水会溢出来!
(4)抓牢鸡蛋,然后小心地把鸡蛋靠近蜡烛火焰,注意让你的手指远离火焰。一两秒钟后,在火焰接触到鸡蛋的地方应该会有黑色的煤烟灰堆积在蛋壳表面(图3)。
(5)慢慢移动鸡蛋,这样你就可以使鸡蛋壳表面覆盖上更多的煤烟灰。如果想让鸡蛋壳完全覆盖上煤烟灰,在你每次将鸡蛋靠近火焰之前,你需要调整一下抓握鸡蛋的位置,使蛋壳上没有烟灰的部分靠近火焰。如果你用至少2 分钟时间的话,得到的效果最好(图4)。
(6)当你对鸡蛋上覆盖的烟灰量感到满意时,就小心地将鸡蛋放入有水的玻璃杯中。这时鸡蛋将看起来闪闪发亮(图1)!
(7)当你完成实验后记得把蜡烛吹灭!
活动概述
煤烟灰是一种很神奇的东西,它由微小的碳微粒构成,并且它真的不喜欢与水黏在一起。科学家说它是极疏水的,意思大致就是“超级害怕水”。
当你把一个被煤烟灰覆盖的鸡蛋放入水中时,在煤烟灰和水之间就会夹住一层很薄的空气,正是这层空气反射的光线让鸡蛋看起来闪闪发亮。当你把鸡蛋从水里拿出来的时候,它的表面可能还是干的!
那么,这些煤烟颗粒到底有多小呢?扫描显示,烟灰颗粒的宽度可能小于百万分之一厘米。在你的鸡蛋上,可能有数万亿个煤烟灰颗粒,它们以复杂的形状堆积在一起。这个黑色的涂层就是一种碳纳米材料!
现实生活中的科学
科学家之所以要研究煤烟涂层,正是因为它们是极疏水性的,而且成本低廉,易于制造。也许有一天,煤烟涂层可以被用来防止飞机机翼和电线结冰,或者用来防止藤壶与藻类在船的底部生长!