当我自我介绍是化学专业博士生时,我常常能从人们的眼神中看到恐惧和不解:化学家常被描绘成疯狂的科学家,就像《神奇女侠》中的 Maru 博士 那样,施展黑魔法并制造爆炸。大众的恐惧似乎大多源于对这门科学的误解。神奇女侠。
因此,我想剖析关于化学的五个最常见误解,并希望借此解释化学如何促进日常生活。
“化学品”一词可被视为物质的同义词;化学品是指任何具有质量的东西。这包括水、咖啡因和糖等日常物质。元素周期表中所列的元素是化学品,咖啡因等小分子、脱氧核糖核酸(DNA)等大分子,以及被称为聚合物的近乎无限长的链状分子(如塑料),同样是化学品。

误解一:无化学成分的产品更安全
元素是构成我们周围世界的基本单元。无论是天然存在还是人工合成,化学品无处不在。不存在无化学成分的产品:任何你能触摸到的东西都是物质,因此也都是化学品。宣传为“无化学成分”的产品可能暗示其不含危险化学品,但企业利用人们对化学的恐惧进行商业宣传,从而加剧了消费者的疑虑。
误解二:如果名称读不出来,就对你有害
化学品名称听起来往往令人生畏,让人以为它们不安全。化学品的名称与其危害程度或来源并无关系。你是否曾服用过乙酰水杨酸或摄入过碳酸氢钠?如果你服用过阿司匹林,或吃过需要用小苏打制作的食物,那你就可能已经摄入过。
化学品有时会使用俗名。一氧化二氢(H₂O)简称为水,1,3,7-三甲基黄嘌呤听起来复杂,但其更常见的名称是咖啡因。化学家在命名元素和分子时,有时会展现出敏锐的幽默感……

误解三:有机产品优于合成产品
你是否知道,化学家可以在实验室中合成天然产物?你是否知道,从化学角度看,汽油是一种有机物质?
1789年,法国化学家安托万-洛朗·拉瓦锡在其著作 《化学基本论著》 中写道:“没有任何东西会消失,没有任何东西会被创造,一切都只是转化。”为了创造新的化学品,化学家必须转化现有的化学品。化学家总是以天然来源的材料作为合成新分子的起始原料。在实验室中生产的化学品,其源头可追溯至自然界(如石油、木材等),并且由于它们主要含有氢、碳和氧原子,通常被称为有机物。
危害是每种化学品固有的属性,正如“剂量决定毒性”这一说法所揭示的那样。这意味着,我们无需畏惧苹果中天然存在的微量氰化物,烧焦的烧烤也不会导致癌症。然而,饮用多达六升水或175杯浓缩咖啡则可能致命。
在实验室中制造的合成产品,其危害性不一定比自然界中发现的化学品更高或更低。无论是创新的人工分子,还是人造的天然存在产物,其危险性取决于其结构,而非来源。自然界中也存在大量由植物和动物产生的毒素。尽管如此,化学家大部分时间都在设计新分子,以造福社会和环境,无论是用于药物的新分子,还是用于电动汽车的新电池。
误解四:纳米颗粒无害
纳米颗粒是由1至100纳米(相当于人类头发直径的万分之一)之间的一小群原子构成的粒子,存在于许多日常产品中。它们非常微小,人眼无法看见,但对生态系统而言并非不可见。事实上,目前已知纳米颗粒对有毒,水生生物有害。
由于我们无法察觉它们在环境中的存在,我们往往没有意识到周围存在大量纳米颗粒,因而忽视了它们的影响。
纳米颗粒(无论是塑料还是金属)存在于许多个人护理产品中,例如牙膏、磨砂膏和防晒霜。它们主要用于防晒、抗菌剂以及作为添加剂和着色剂。
遗憾的是,水处理厂无法将其过滤掉,因此它们最终会进入溪流、湖泊和海洋,并最终成为海洋生物的食物,并沿食物链向上传递,最终可能出现在你的餐桌上。
化学工业已开始减少含纳米颗粒的产品数量,但许多油漆和防晒霜仍可能是污染的潜在来源。然而,纳米颗粒在医学领域展现出广阔前景,例如在癌症治疗方面。

误解五:化学家是邪恶的
化学家对于开发有害环境和人类健康的产品负有责任。化学家在开发更清洁、更环保的产品方面取得了巨大进展。然而,产业界和消费者一直采纳缓慢这些更环保的替代品,除非它们更便宜且至少同样高效。
有时,我们化学家会希望自己是魔术师,能凭空变出解决方案。但我们将通过创新研究、开发新产品,并鼓励人们用更环保的替代方案取代旧有习惯,继续取得进展。化学是一种强大而富有创新性的工具,但必须明智地加以运用。
对化学家而言,杯子总是满的。一半装着液体,其余部分则是空气——氮气 N₂、氧气 O₂、氩气 Ar、二氧化碳 CO₂ 等。化学带来了提升我们生活质量的卓越发现,而仍有大量未知等待探索。

