碳元素|碳元素 何以C位出道?
甘肃科技馆暑期又推出线上科普盛宴啦——“律动世界——化学元素周期表专题展”正式开启 , 同学们足不出户即可“云享”化学元素的神秘世界 。
碳元素:知名的“活动家”
主讲人:甘肃科技馆辅导员 刘玉萍老师
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刘玉萍老师
碳元素在众多元素中能够C位出道 , 稳居王位 , 为什么?
这是因为碳是地球上所有生命的基础 , 整个化学周期表中 , 碳元素成为最知名的“活动家” , 和其他元素形成的化合物种类几乎是无限的 , 人类已发现碳的化合物高达几百万种 。
碳在现在生活中随处可见 。 钻石是由金刚石雕刻而成的 , 金刚石是一种华丽高贵的碳单质 , 无色透明 , 呈八面体形状 , 加工后有夺目光泽 , 经细细琢磨后得到璀璨的钻石 , 金刚石是世界上最硬的物质 , 经常用它来裁玻璃 , 加工坚硬的金属 , 制作钻探机探头等 。
在碳单质家族中还存在一种平凡多能的碳单质——石墨 , 呈深灰色 , 略有金属光泽 , 为不透明的细鳞片状固体、质软且有滑腻感 , 可用作铅笔芯和润滑剂 , 由于它有良好的导电性 , 也用作电极 。
碳60是具有独特个性的碳单质 , 其结构形似足球也称足球烯 , 每个碳60分子由60个碳原子构成 , 独特的结构使它广泛应用于超导、催化、材料、医学以及生物等领域 。
丰富多彩又神秘的碳单质家族也在不断添加着新成员 , 比如碳纳米管、石墨烯等 , 一种碳元素 , 远达宇宙 , 近至身旁 , 它是浩瀚星河中的渺小尘埃 , 也是广袤世间的伟大存在 。
神奇新材料——石墨烯
主讲人:甘肃科技馆辅导员孙莹老师
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孙莹老师
相信大家在寒冷的冬天一定都穿得很厚 , 但是有些人却穿得很少 , 是他们不怕冷吗?原来他们有秘密武器——石墨烯 。
【碳元素|碳元素 何以C位出道?】在说石墨烯之前 , 我们先来看看铅笔 。 铅笔的头上是什么?是铅笔芯?不 , 那是石墨 。 石墨是元素碳的一种同素异形体 。 什么叫同素异形体呢?我们知道自然界的物质都是由不同元素构成的 , 有些物质虽是由相同元素构成 , 但它们的表现就很不一样 , 原因在于分子结构的不同 。 石墨和碳也是这样 。
碳原子排列堆积成片状 , 1毫米厚的石墨包含大约300万层这种结构 , 如果你只分离出一层原子的石墨 , 那就是石墨烯 。 它是一种由碳原子组成的二维碳纳米材料 。 石墨烯有三个世界之最:薄、轻、强 。 这里可以拿头发丝打个比喻 , 虽然它的厚度是头发丝的20万分之一 , 可是它的强度比最好的钢材还要高200倍 , 同时 , 它又有很好的弹性 。 弹性幅度能达到自身尺寸的20% 。 如果用1平方米的石墨烯做成吊床 , 本身重量不足1毫克 , 但是可以承受一只小猫的体重 。
石墨烯目前最有潜力的应用就是成为硅的替代品 。 目前我国的科研人员已开始尝试用石墨烯替代硅来制造部分元器件 , 由它制造出来的元器件 , 理论上处理运行速度可以达到硅的10倍甚至上百倍 。
所以科学家们预测石墨烯将会彻底改变21世纪 , 极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命 。
货币都是用什么制成的?
主讲人:甘肃科技馆辅导员 刘婧琳老师
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我国最早的货币是由贝壳做成的贝币 , 起源于殷商 。 随着冶炼水平的提高 , 贝壳这类天然货币逐渐被淘汰 , 取而代之的是更加耐用、辨识度更高、更方便携带的金属货币 , 如春秋战国时期的刀币、布币 , 楚国的爱金、蚁鼻钱 , 秦始皇统一币制时发行的方孔钱秦半两 , 以及常见的方孔钱:汉五铢、开元通宝、康熙通宝、崇祯通宝、民国通宝等 。 还有我们在影视剧中常见的银锭及各种硬币 , 如机制光绪元宝、银元和人民币硬币 。
同学们一定好奇古代的货币是用啥材质制成的?哪种制币金属是古人常用的呢?
现在就给同学们介绍一下我国历史上比较著名的几种货币金属:
1.刀币:主要盛行于春秋战国时期 , 一般含铜仅有35%~45% , 有时铅、锡含量多达45%~58% , 品质较好的经检测含铜量为70%左右 。
2.秦半两:材质主要为青铜(铜锡合金) , 自秦惠文王二年兴起至秦始皇一统天下 , 是中国最早的全国通行之法定青铜货币 。
3.汉五铢:始兴于汉 , 沿用至唐初 , 历经700多年 , 五铢钱重五铢(3.25g) , 上有“五铢”二字 , 故名 。 材质为铜铅锡合金 , 一般铜的比例占七成不到 , 铜比例越少 , 颜色越发白 。
4.开元通宝:唐代货币 , 主要材质为青铜 , 每十文重一两 , 每一两的重为一钱 , 而一千文则重六斤四两 。
5.袁世凯像背嘉禾银币:俗称“袁大头” , 中华民国时期货币 , 成色银九铜一 , 始铸于民国三年 , 标准重量为七钱二分(26.5g左右) 。
6.人民币硬币:第五套人民币硬币分一角、五角、一元三种 , 一角硬币材质为铝合金(2000年发行)或不锈钢(2005年发行) , 五角硬币材质为钢芯镀铜合金 , 一元硬币材质为钢芯镀镍 。
从以上这些金属货币的组成成分中 , 我们不难看出 , 铜是一种很重要的货币金属 , 而金、银天然就具有货币职能 。 正是价值高、易于保存、便于携带、容易分割与计量这些特性 , 使金、银、铜非常适合充当货币 。 在相当长的历史时期 , 货币基本都是用铜、银和金来制造的 。 事实上随着金和银变得越来越贵重 , 它们最终从流通的硬币中消失 。
甘肃科技馆的“货币金属”展品除了我们国家的货币之外 , 还有世界各国的货币 , 同学们感兴趣的话 , 可以去现场一睹真容 。
文丨掌上兰州·兰州晨报首席采访人员 夏苗
图丨由甘肃科技馆提供
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