
現就讀于耶魯大學,高中畢業于北京市第八十中學國際部,曾獲丘成桐中學科學獎全球總決賽化學銀獎、全國青少年科技創新大賽中國科協主席獎、北京市朝陽區青少年科技創新大賽科學研究論文項目高中組一等獎等。
我從小喜歡閱讀自然科學類的讀物,這些書里有一些很好玩的問題和解釋,比如為什么冬天溫度那么低,水里的青蛙不會被凍成冰塊?火是什么東西……這樣的閱讀愛好與習慣我一直保持至今。
上小學時,一次偶然的機會我讀了《十萬個為什么·化學卷》。這本書就像是打開了我的“化學之門”——我了解到,那么多我想象不到的現象,竟然都源于門捷列夫發現的元素周期表里的元素。這些元素通過各種各樣的組合,形成了宇宙中的各種物質,并產生了千變萬化的世界。
后來,我完成了初中和高中的化學課程學習,完成了AP化學課程(大學先修課程)的學習并取得了滿分的成績。我也努力提高實踐能力,曾和同學一起參與過防曬霜性能的測定,參加了約翰-霍普金斯大學舉辦的夏令營,學習了化學與社會課程,動手做了不少基礎實驗,實地分析了城市污水。
2020年,我作為隊長和7位同學一起開展了“提高中學生合理處置醫療廢棄物意識”的科創活動。通過這次活動,我加深了對包括口罩在內的塑料廢棄物引起的環境危害的了解,也對塑料這種人類發明并廣泛使用的高分子材料產生了興趣。
這些經歷,讓我逐漸認識到化學的魅力,也加深了我對化學研究的興趣。
2021年秋季,我通過選拔入選了中國科協和教育部組織的“英才計劃”,有機會進入北京師范大學邢國文教授課題組開展化學研究。
項目最初是研究具有聚集誘導發光(Aggregation-InducedEmission,AIE)效應的新型熒光探針的設計與合成,重點研發具有四苯基乙烯官能團(TPE)的新型熒光探針,并研究其在細胞成像中的應用。
在研究過程中,有一次偶然的機會,我發現所合成的新分子TPEF對塑料材料表現出極好的親和力,純化過程中柱色譜上的塑料管和墊圈被染色,在紫外線照射下呈現粉紅色熒光。
最初發現這種現象時,我曾嘗試用多種溶劑來清洗熒光染料染色的橡膠管和色譜柱塑料墊圈,但是這些嘗試都沒有成功。經過一番“失敗的努力”,我意識到TPEF對塑料的親和力非常強,因此染色的塑料管和墊圈無法恢復到原來的顏色。結合我過去的科創和研究經歷,又閱讀了一些關于微塑料的文獻,我突然有一個想法:是否可以利用TPEF給微塑料染色,實現塑料微粒的可視化呢?
這個想法得到了老師們的支持,由此產生了一系列很有趣的實驗一一
設計并合成了新的熒光化合物分子TPEF。
使用TPEF對多種微/納塑料(PS、PMMA、PVC、PET等)進行了染色。首次采用含有染色PS微/納塑料的水培養豆芽。通過共聚焦顯微鏡觀察豆芽中胚軸的表皮和橫切面。結果表明,微/納塑料顆粒可以吸附在豆芽表皮,并進入豆芽下胚軸中。
這項研究表明,新型熒光探針TPEF是一種高性能的塑料微粒染料,尤其適用于納米塑料。豆芽在生長過程中會被水中的塑料微粒污染,從而對人類健康構成潛在的威脅。這項工作為未來關于微塑料和納米塑料的研究提供了新的熒光可視化探針選擇。TPEF有可能成為一種廣泛應用的塑料微粒可視化熒光探針。
通過這次長期、持續的科研活動,我也進一步堅定了未來從事科學研究的信念,希望可以探索更多未知的自然奧秘。
王珩
北京市第八十中學化學教師
以什么態度面對“失敗”,是興趣與志趣的分水嶺
杰磊同學對于化學不一樣的熱愛,體現在做探究實驗或者做理論模擬的過程中,他更加喜歡“失敗”。
當實驗結果不符合推斷、與推斷的方向誤差較大時,或者當模擬結果不是很能支持實驗結果時,他會更加感興趣,去發現問題,想辦法通過改進方案或者調試參數來解決問題。
這是科學研究的意義和價值。不是簡單地重復一個實驗、得到一個結論,而是為了發現問題,最終去解決問題,才能有創新、有進步。