“福爾摩斯”探秘蒸汽眼罩

河北省唐山市豐南實驗學校 耿志煥

小邊是一名初二的學生，這些天他迷上了“福爾摩斯”，連續熬了幾個晚上，總算把書中的一個個案件“查”得水落石出了。如釋重負的他大大地伸了個懶腰，看著鏡子里眨著一雙“紅燈籠”似的眼睛的自己，才感到眼睛的干澀和身體的疲憊。惆悵之際，他突然想到了前些天表哥送給自己的蒸汽眼罩：有了，就用它了！小邊戴上眼罩，然后順勢躺在自己如“作案現場”般的床鋪上，一會兒就感覺暖暖的、潤潤的。

一覺醒來，小邊睜開惺忪的雙眼，感覺舒服了許多。他揭下早已變涼的眼罩，上下左右擺弄了一番。這個小小的物件激起了小邊的好奇心，看來這位“福爾摩斯”又要繼續“查案”了！

首先他仔細觀察了一下：這是一款輕薄型的眼罩，貼著皮膚的部分是長絨棉的材質，白色，很柔軟，親膚，讓人感覺很舒服（如圖1）。

小邊想：這層棉布應該不會自己發熱啊，可是我的確感覺到眼睛熱熱的，這是怎么回事呢？他繼續展開探索。用手捏一捏，感覺里邊包裹著一些硬硬的、顆粒狀的材料。他用剪刀剪開外層棉布，果然看到每一側都有一個高級無紡布做成的袋子，看來熱源就是它了！這個材料袋四面封著口，抖一抖，里面的顆粒并不能滲漏出來。好奇心驅使著小邊繼續操作：他再次用剪刀剪開材料袋，倒出里面的東西。這是一些固體顆粒和粉末，有黑色的，還有紅棕色和白色的（如圖2）。

【提出問題】這些顆粒（粉末）是什么成分？它們發熱的原理又是什么呢？

【猜想與假設】小邊根據從小學科學和生物等學科中積累的知識認為，材料中的黑色粉末有可能是鐵粉、炭粉之類的物質；并以他的生活經驗猜想：白色的顆粒是鹽。

【設計并實施實驗方案】小邊靈光一閃：鐵粉好證明?。∷讲⒆鰞刹剑襾碇坝眠^的磁力扣，輕輕地靠近材料樣品。哇，好些黑色的粉末被磁力扣吸引上來（如圖3），果然有鐵粉啊！

瞬間，小邊的眼睛都亮了，不過又很快黯淡下來。這個方法也太小兒科了，還能用其他方法證明黑色粉末中含鐵粉嗎？

作為一名即將升入初三的學生，小邊同學有堅持預習的好習慣，他已經把初三要學的化學知識預習了個遍！他知道：鐵還能與酸（如稀鹽酸、稀硫酸等）發生反應，生成氫氣。身邊雖然沒有這兩種酸，可是家里有白醋啊，它的主要成分是醋酸，醋酸與鹽酸、硫酸有相似的化學性質，也可以用來檢驗鐵粉。說干就干，小邊從廚房里拿出白醋，先將吸附在磁力扣上的粉末放入玻璃杯，再倒入適量的白醋。見證奇跡的時刻到了：很快，細密、均勻的氣泡從杯底升騰起來（如圖4）。嘻嘻，他喜不自禁！

更多的發現離不開深入的思考。小邊大腦飛轉：既然鐵粉是發熱材料的主要成分，那么發熱的原因一定與鐵的性質有關。于是他翻開化學書，在鐵的性質當中查找可能的依據。鐵能與空氣中的氧氣和水分發生氧化反應而生銹，會不會與此相關呢？由于還沒有系統地學習化學知識，所以小邊想作出準確的解釋還是有些困難。

不過，在佩戴眼罩的過程中小邊的確有潤潤的感覺，是不是發熱材料里本身就含有或者反應生成了水，然后鐵粉反應放出的熱量又使水分蒸發變為蒸汽滋潤了他干澀的眼睛呢？眼見為實，小邊又忍不住動起手來。

他找來一個干燥且干凈的玻璃杯，再打開一個眼罩，把眼罩塞進玻璃杯里，過五分鐘以后觀察。玻璃杯內壁變得模糊，產生水霧；將玻璃杯正立過來，觀察杯底，甚至能看到水霧聚集以后形成的大水珠（如圖5）。這些現象證明小邊的猜想是正確的。

其他成分的作用及發熱原理的證明需要小邊另辟蹊徑。網絡是學習不可或缺的好幫手。小邊通過上網查閱資料，再反思相關的化學知識，找到了答案。

蒸汽眼罩最早起源于日本，至今發展也不過10 年的時間。它是采用先進的自發熱控溫技術，讓空氣中的水分與黑色的鐵粉在眼罩內部發生化學反應，形成發熱體，生成肉眼無法看到的細微溫潤的蒸汽。蒸汽透過高級醫用無紡布均勻釋放，利用蒸汽的溫熱來促進眼部血液微循環，放松緊張的眼部肌肉，消解眼部的疲勞與不適（如圖6）。實際上，蒸汽眼罩工作的過程就是鐵粉生銹的過程，真是善用之則為福??！而黑色的炭粉有很好的吸附作用，可以讓鐵粉更充分地與氧氣和水蒸氣接觸，白色的鹽分又能加快鐵反應的速度，有了這些“得力助手”，蒸汽眼罩就可以在30 秒內反應并放熱了。

小邊通過瀏覽學習將心中疑惑統統解決，立刻感覺全身輕松！同時，他也了解到，長時間戴著眼罩是不利于眼睛健康的，而且在有眼病、戴隱形眼鏡等情況下，是不適合戴蒸汽眼罩的。

看著一片狼藉的實驗現場，小邊深深感到：科學探索，樂趣無窮！