化学品有什么作用?澄清关于化学的常见误解

Students watch a burning model of a volcano, made of Ammonium Bichromate powder and set alight, during a demonstration at a local grammar school in Russia's Siberian city of Krasnoyarsk, November 21, 2012. Ivan Timofeenko and Pavel Pankin, students from the Siberian Federal University, specialize in applied mathematics and physics and have conducted experiments aimed at the popularization of the exact sciences, for the pupils of the 7th grade at the "Universe" grammar school. Demonstrative and spectacular lessons, dedicated to chemical, physical, chemical-biological and physical-chemical experiments, are expected to be held at 10 comprehensive schools of Krasnoyarsk in order to select most talented and enthusiastic schoolchildren for facultative training at the university starting from February 2013, according to organizers. REUTERS/Ilya Naymushin (RUSSIA - Tags: EDUCATION SCIENCE TECHNOLOGY SOCIETY) - GM1E8BL1L9O01
Anything you can touch is matter, and is therefore a chemical.Image: REUTERS/Ilya Naymushin
本内容由人工智能自动翻译。

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。

Image: 作者提供。

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……

Image: Alexandra Gellé。

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。

Image: Andy Brunning,CC BY-NC-ND。

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。

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。