化学教学新课堂：科学抗疫中的化学知识

发布时间：2021-08-11 02:35

　　新冠疫情爆发,各种疫情防控工作随之开展。在这场没有硝烟的战争中,化学发挥了重要作用:口罩的结构中蕴含了界面化学的知识,口罩的制作材料则包含高分子化学知识,核酸检测和新冠疫苗研发则运用了生物化学知识,各种消杀用品的主要成分涉及无机和有机化学知识,简单的肥皂洗手中还包含了物理化学知识,每一个新冠药物则是一个复杂的有机化合物。所有这些都可作为化学教学的生动实例,彰显化学的强大魅力的同时,可以让学生认识到化学在我们生活中所扮演的重要角色,由此激发他们学好化学的动机。 

【文章来源】：大学化学. 2020,35(12)

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

口罩的结构

此外，制作口罩的主要原料聚丙烯是丙烯加聚而成的聚合物，可作为高聚物的实例引入教学。加聚反应即加成聚合反应，是指一些含有不饱和键的化合物，在催化剂、引发剂或热辐射等外加条件下，同种单体间相互加成形成高分子化合物的反应。聚丙烯具有耐化学性、耐热性、可塑性、高耐磨性、高强度韧性、良好的接枝和复合功能。可塑性使得聚丙烯逐步替代了木料；高耐磨性和高强度韧性使得聚丙烯逐步替代了金属；良好的接枝和复合功能使得聚丙烯逐步替代各种原料而应用于纺织、包装、建筑和农林渔业等方面。聚丙烯用作口罩的制作材料，其过滤机理有两种：机械过滤和静电吸附[5]。如图2a所示，机械过滤是指通过拦截效应、惯性碰撞、重力沉积以及因布朗运动引起的扩散效应，过滤一部分微小颗粒。而携带病毒的飞沫或粉尘主要是通过静电作用而被吸附(图2b)，因此，使聚丙烯带上静电对于口罩的防护效果来说至关重要。聚丙烯作为一种半结晶聚合物，其自身的结晶结构和纤维结构与其表面电荷的稳定性和滤效密切相关。聚丙烯是晶区-非晶区-晶区的周期性重复结构，晶区之间或晶区与非晶区之间的界面产生电荷陷阱以存储电荷。由于晶区和非晶区导电性能不同，电荷载流子堆积在微晶表面，从而使得电荷被固定[6,7]。聚丙烯的表面密度越大，其与空气接触界面面积增加，注入电荷载流子的陷阱增加，从而使得有效表面电荷密度增大，但是透气性和过滤能力会降低。口罩之所以成为防止新冠病毒传染的利器是因为新冠病毒的主要传播途径有：直接传播、经呼吸道和飞沫接触传播、气溶胶传播。其中，气溶胶传播引起了大家的广泛关注。气溶胶是指固态或液态颗粒分散在气体介质中形成的气态分散系统，可作为分散系统的实例引入教学。一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统统称为“分散系统”。被分散的物质是“分散相”；分散相所存在的介质称为“分散介质”。根据分散粒子的大小，分散系统大致可分为三类：(1)分子分散系统，分散粒子的半径小于10-9 m;(2)胶体分散系统，分散粒子的半径在10-9–10-7 m;(3)粗分散系统，分散粒子的半径在10-7–10-5 m。气溶胶中的固态或液态颗粒是分散相；气体是分散介质。气溶胶由于其颗粒尺寸在胶体颗粒尺寸范围内，因此具有胶体的性质，如：丁达尔效应、电泳、布朗运动等。气溶胶传播是指飞沫混合在空气中形成气溶胶，人吸入后导致感染。含飞沫的气溶胶一般颗粒较大，佩戴医用口罩可在一定程度上拦截这种粒子，从而起到防护的作用。

基于RT-q PCR反应的核酸检测原理

【参考文献】：
期刊论文
[1]口罩聚丙烯熔喷布的静电机理及其影响因素的研究进展[J]. 侯冠一,武文杰,万海肖,张至宇,高科,李赛,刘铭晖,胡水,张世甲,田洪池,孙晓丽,王东,王丹,刘军,卢咏来,张立群.  高分子通报. 2020(08)
[2]新型冠状病毒肺炎疫情防控中的化学力量[J]. 王春霞,曲广波,陈拥军.  科学通报. 2020(22)
[3]新型冠状病毒疫苗设计原理与研究进展[J]. 李文浩,李艳梅.  大学化学. 2020(12)
[4]医用防护服的研究进展[J]. 沈嘉俊,许晓芸,刘颖,赵奕,靳向煜.  棉纺织技术. 2020(07)
[5]“化学在抗击新冠肺炎疫情中扮演的重要角色”专题教学[J]. 万福贤,王日为,于斌,张元红,李映,张丽丽,艾仕云,姜林.  大学化学. 2020(12)
[6]消毒剂分类使用指南[J]. 杨磊.  中国洗涤用品工业. 2020(Z1)
[7]聚丙烯材料在医用口罩中的应用[J]. 陶永亮,陈曦,向科军.  橡塑技术与装备. 2020(08)



本文编号：3335270