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2021-08-31如果化學像樂高,你想怎麼創作?
621 期
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C球/多倫多大學化學系博二研究生。幾年前誤打誤撞後入 了化學這個坑,便被這個超有潛力的核心科學領域震撼。除了研究,希望能透過科普寫作與影片,讓大家對化學少一點距離感和對科學研究更有興趣。
在開始閱讀文章之前,請先幫我想像一個充滿各種不同樂高的世界。
在這裡,你有無限的創作空間,但這個世界並不是由一般的樂高積木組成。這些積木本身沒有顏色,不過在自然光的照射之下,由不同種積木組成的物品能展現出包羅萬象的顏色。每種積木的組合也都有它特別的屬性,有的很美可以欣賞,有的則像機器一樣可以幫我們製造東西,有的很堅硬,有的很柔軟,有的很有彈性,有的則防水,有些甚至還可以吃!而要用這些積木創作,你不只需要懂得如何拼湊它們,更得了解這些積木及它們組成的架構與屬性,還有兩者之間的關係。
透過組裝這些積木,你不只有無限的創作空間,還可以發現新天地,更有機會透過你的創作,幫助我們的世界變好。然而,這些積木的拼湊規則並不像一般的樂高那麼簡單。當我們組合普通樂高時,只需要注意不同種類的積木之間,凹凸的地方是否能連結正確,便可輕易的拼湊、拆解、重整我們所創作的結構。但在這裡,不同種類的積木有其特定的連結方式,有些種類的積木之間很容易拼湊,有些卻非常難。
此外,普通樂高拼出來的結構可以欣賞,但這裡的積木拼出來的東西除了欣賞外,還有千變萬化的功能。如果能掌握這些積木的拼湊規則,你在這個世界裡,不只可以享受創作所帶來的快樂,還有機會能透過這些創作研發出許多很酷的新材料和科技。
真實世界裡的「積木」是什麼?
如果可以到這個世界逛逛,應該會很不錯吧?
其實你現在就身處在這個世界裡!我們所在的世界,就像一個超級無敵的樂高世界。只不過這裡的積木實在是太小了,不只肉眼看不到,要拿這些積木來玩更是一大挑戰。但是這既看不到又難操作的積木,還是捕捉了世界各地許多人的心,想要透過了解這些積木與由它們所組成的結構,創作出更多、更酷的東西,或是滿足人們對這個世界的好奇心。
人們在地球上發現了100多種不同種類的積木,而在19世紀中~20世紀初,便有人將它們的屬性給歸納和整理出來,甚至連你的身體也是由這些積木所組成的哦!說到這裡,曾學過一些理化的讀者,或許已經看我說積木看到煩了。其實這些積木就是「原子」(atom),它們組起來的結構則叫做「分子」(molecule)或「晶體」(crystal),而那個被歸納和整理出來的東西,也就是許多人想到就頭痛的元素週期表!
不過該如何了解它們的屬性,與怎麼安全又有效的玩這些積木,藉此創造出我們想要的東西,其實是一門非常大的學問,而且人們也還有好多不理解的地方正在研究中。至於研究這些自然界的微小積木,與他們合成出來的東西是什麼屬性、由哪些積木組成、如何組成,以及怎麼透過這些積木創作的學問,便是所謂的「化學」。……【更多內容請閱讀科學月刊第621期】