創意科學精彩生活

陳瑩

鼾聲悄無蹤

打呼嚕是十分普遍的現象，但是或多或少會對我們的生活產生影響，輕則影響睡眠，重則可能引起高血壓、窒息等。如果你也在因自己打呼嚕，或為他人的鼾聲而困擾，陳浩楠同學的這個“打鼾監測裝置”應當能幫到你。

雖然醫院中有可以進行睡眠監測的臨床設備，但這個“打鼾監測裝置”具有便攜、更易普及的優點。該裝置可以通過檢測聲音信號來識別人的鼾聲，如果檢測到人正在打鼾，則會自動記錄打鼾的時間，并分析心率、血氧，從而判斷打鼾是否影響到正常的呼吸。若確實可能對使用者的健康造成影響，該裝置會利用安全的電脈沖瞬間放電，對皮膚給予一定刺激，使使用者自主翻身或是抓癢，達到阻止打鼾的目的。

便攜式打鼾監測裝置硬件電路圖（供圖/陳浩楠）

陳浩楠同學設計的這項裝置整體體積不超過30立方厘米，重量小于100克，且芯片適用電壓為3.3～5V，輻射量僅相當于一塊紐扣電池，保證了使用者的健康。相信當這項小發明真正走進千家萬戶時，會成為無數“打鼾人士”的福音。

打鼾時的氣道示意圖

給石頭“體檢”

北京作為歷史文化名城，各類歷史文物星羅棋布。相比于書畫、家具等較易于保存在室內的文物，許多大型石質文物卻不得不在戶外經受著自然的考驗。趙開顏同學來到了昌平區明十三陵景區，“探尋”這些石質文物的故事。

通過觀察，他發現十三陵景區的石質文物除了少數受到植物、苔蘚及小昆蟲等宏觀生物病害，大部分的表面、溝縫、裂隙等處生有大小不一的菌斑，既影響了文物外觀，更腐蝕了石質材料。趙開顏同學在張老師的指導下通過查閱資料，得知這些菌斑一般為細菌、真菌或藻類等肉眼不可見的微生物。正是這些微生物會導致石質文物表面顏色變黑等現象。許多石材表面出現的色斑也與真菌的生長繁殖有關，如石材表面出現的橘紅色色斑就是一些真菌染色的結果。

有了以上的知識了解，張老師帶領趙開顏同學走進中國科學院實驗室，在專家的指導下，趙開顏同學跟隨導師對采集到的樣品進行了真菌分離，共獲得24株菌株，共鑒定出4個屬的6個種，并對十三陵景區分布在不同位置的文物進行了霉菌病害評估。對這些石質文物進行的“體檢”，未來將會為相關的保護措施提供幫助。

明十三陵的石像

趙開顏同學在實驗室中進行實驗

蛋殼也透風

陽光照射在剝下的蛋殼上時會出現許多密密麻麻的小孔。同學們在張老師的指導下對這個餐桌上的“常客”做了個實驗：將生雞蛋浸泡在水中，一段時間之后，蛋殼表面出現了一些細小的氣泡，這正是蛋殼上存在小孔的證據。而這些孔究竟是做什么用的呢？不同蛋殼表面的小孔分布又有何差異？小孔與產卵、孵化環境之間是否存在什么聯系？這一系列問題引起了郝佳和劉季筠同學的興趣。

張老師帶領他們帶著這些問題去查閱資料、走訪專家，了解到爬行類、鳥類、卵生哺乳動物所產的卵具有羊膜結構，卵殼上的氣孔正是保證胚胎發育時的氣體代謝、水分內外交流的通道。兩位同學選取某些哺乳動物的卵的樣品，借助微計算機斷層掃描儀和圖像三維重建來對它們表面的氣孔進行了分析，發現不同種類的羊膜卯氣孔結構不同，而孵化環境濕度越大，則氣孔越密集。沒想到看似簡單的蛋殼，也蘊含著諸多奧秘。

蛋殼上有細小的氣孔，放入水中一段時間能看到小氣泡

同學們的腦洞無邊無際，生活中的科學知識也是豐富多彩。北京市昌平區第二中學的科技英才班通過以身邊的點滴事物為切入點，引導學生用科學的視角探索世界，發現科學的別樣魅力。文中我們僅列舉了幾個事例，未來同學們還將帶給我們怎樣的趣味發明呢？讓我們拭目以待吧。