上外附中高三女生李欣雨是一名“骨灰级”理科女,她想出了用记忆金属遇热回复的特性来作为发电动力。(00:48)
【编者按】
全球首档“大型青少年科学梦想秀”《少年爱迪生》第三季,从2015年11月21日起每周六20点33分登陆上海广播电视台新闻综合频道,总计12集。
经过全球海选,从17个国家和地区2200多名小发明家中脱颖而出的38组选手进入电视比赛,年龄最小的只有6岁,最大的18岁,作品涵盖物理、化学、生命科学等多个学科。年度总冠军与人气冠军,将前往南极与北极进行极地科考游学。
这些小小“创客”有哪些奇思妙想?科学种子如何在他们心中萌发?澎湃新闻联手上海市科委和上海广播电视台,联合推出《少年爱迪生》节目系列报道,以每周一个人物故事的形式,见证他们的成长。澎湃新闻特意设计十道同题问题,希望这些“少年爱迪生”的成长经历,能为当下备受争议的教育提供改革借鉴,也为当下“全民创业”的氛围提供一丝不一样的经验。
“当别的同学在刷题、补课、参加音乐会、诗歌社时,我却窝在家里做各种外人看来没用的东西,用鞋盒搭南浦大桥、用树脂做人造琥珀,在同学们中间,我就是个‘怪物’。”近日,喜欢科学发明的李欣雨在上海《少年爱迪生》的初赛现场,向四位导师这样介绍自己。
李欣雨是上海外国语大学附属外国语学校高三的学生,出生于1997年,她想尽己所能把生活变得更美好。她的发明是“记忆金属发电机”,即利用记忆金属遇热发生可回复形变的特性,用生活或工业废热带动记忆金属线圈,实现发电。
李欣雨
李欣雨外表阳光可爱,内心却是个痴迷实验的“骨灰级”理科女,她在家里专门搞了个实验室,让爸妈一直很纠结。
“她买了好多化学试剂在家,经常把自己关在小房间里搞实验,我们都很怕她搞出什么危险。”爸爸介绍,李欣雨刚上高一的时候还出过一件事。
那时她特别痴迷用树脂做永生花,花是做出来了,也挺漂亮,但李欣雨开始一直咳嗽,开始以为是感冒,吃药也不见好,咳了一个月有时还头晕,去了医院也查不出是什么病。
后来分析来分析去,李雨欣的父母觉得问题出在永生花上,“她用的粘合剂难说有甲醛之类的有害物质,我们想丢掉花,但李欣雨死活不让我们拆实验室。后来还是我和她妈妈妥协了,把花隔离到院子里去,她的怪病也就自然好了。” 李欣雨的爸爸说。
李欣雨说,作为一名“理工女”,她曾遭遇过性别歧视。
在今年的一项全国著名的科技竞赛上,由于同组选手抄袭她的项目,导致她没有名次。她去找组委会理论,反被说成是抄袭者,“理由很简单,我是女生,并且是语言学校的,肯定比不上那位理工男”。
直到李欣雨拿出专利申请书和批准书给组委会看,他们才给了李欣雨一个三等奖,把那个男生也从一等奖降到了三等奖。李欣雨认为:“不少人歧视女性、歧视文科学校的学生,对我来说非常不公平。后来我去参加一些演讲,尽量宣传女生和男生同样优秀,能够站在高等级的舞台上和男生一较高下。”
科学之路上,对她启发和帮助最大的是她的爸爸。“他平常喜欢搞一些小东西,不管是成功还是失败都会跟我们聊一聊,以前我只当笑话听一听,之后觉得这种精神挺好,经常尝试新的东西,发现不合理之处就去改变,这对我影响蛮深的。”李欣雨说。
李欣雨从小就和爸爸一起在家装宜家买回来的各种家具,一般人培养女儿都是学跳舞学艺术,为什么李欣雨的父亲却带着女儿成天动手干粗活?“我们不应该被传统的观念束缚,对于孩子的兴趣,如果我们不能改变她,我们就保护她。” 李欣雨的爸爸说。
对于失败,李欣雨的看法是,所有失败不能算是失败,只能说是一个实验的结果。失败也是一种成功,至少证明了一种方法不成功,她能向更加正确的道路去前进。“把身边不合理的地方找出来,改变它,让自己心情变得愉快,让自己生活变得更好。”这是李欣雨的梦想。
【发明十问】
1、为什么想到做这个发明?
两年前空气污染比较严重,我想为空气污染改善做点什么。上网查资料发现上海的雾霾很大一部分来自北方,而北方的空气污染物主要是一些工厂大量使用化石燃料产生,煤炭燃烧不充分不仅浪费了能源,也会产生很多的颗粒污染物。
煤炭不是清洁能源,燃烧后会产生一些黑色颗粒,是空气污染的主要成分之一,它又特别轻,被风一吹就带过来了,加之上海有时候会有气团压住,雾霾很难扩散,对人体危害很大。
所以我想如果能提高热量利用率,就能相对减少对煤炭的使用,也能改善一下环境。
2、什么时候开始的?用了多久?
两年前开始的,一直在做。家里一直喜欢讨论科学的东西,有什么不合理的地方我们就想去改进。这次就想能不能改善一下雾霾,家里买了一些零件,尝试着朝这个方向去做。
3、最喜欢看什么书?
科学类的英语原版书,包括地质、物理、化学等研究类书籍。因为想去国外读书,所以注重对英语专业术语的培养,一些英语科普书如《量子物理》,看名字非常高深,但其实不是很专业,比较适合非专业人士读。
4、发明过程中对你帮助和启发最大的人是谁?
爸爸吧,他点子很多,我们经常会一起讨论。爸爸喜欢思考,大学学的纺织机械,懂一些工程的东西。他平常喜欢搞一些小东西,不管是成功还是失败都会跟我们聊一聊,以前我只当笑话听一听,之后觉得这种精神挺好,经常尝试新的东西,发现不合理之处就去改变,这对我影响蛮深的。
家里的电器基本上是自己修,家具也是自己装,小时候和爸爸一起装橱柜,看看说明书,拧拧螺丝。到后来爸爸很少弄了,有一次装一个很高的柜子,大概到我的腰,木板又是实木的,很重,爸爸说他累了,让我自己装,我就一个人扛着木板跑来跑去。还有一个鞋柜大部分也是我装的,爸爸就是用他的懒来促使我动手。
5、发明中遇到最大的困难是什么?
我做了三代机型,每一代机型都有跨越式的改变,需要灵感来找到突破口,但是灵感来之不易。
比如从第一代机型到第二代机型,原来是一个平放的热水发电机,呈8字型,但传动效率低,完全动不起来。然而找到合适的发电机特别不容易,在淘宝上找到的要不是太沉重,要不是发电要求比较苛刻,这个过程耽搁了大概三个月。
之后在网上找了一种盘式无铁芯发电机,它转动轻快,很小一点风就能转起来,正好符合我的要求,我把带轮的中间挖空,塞一个发电机进去,这样就能够发电了。
怎么回收热能也是一个问题,我想到用记忆金属丝做动力源,也是非常偶然的一个经历。有一次我在妈妈窗台上发现从胸罩里拆出来的金属棒,把它弯到360度还能弹回来,觉得非常神奇,去网上一查叫记忆金属,它的特性是在高温时会恢复到铸造时的形状,所以如果能把这个过程中产生的力进行导向,就可以做为动力源。
6、如何平衡学习文化课和做发明的时间?精力上如何分配?
在学校多努力一下,把下课的时间充分利用起来。周末除了兴趣课,就是做研究,假期的话会有时间表,社团活动、外面补课都有明确的时间,我再把做作业、做研究、跟同学出去玩这些事镶嵌在里面,形成一个丰富的时间表,按照这样执行就可以了。
家里离学校比较远,早上6点起床,晚上10点睡觉,研究太晚也比较扰民。以前5点到家,先睡一觉,再洗澡吃饭,然后花一个小时完成作业,晚上7点-10点三个小时做做研究,或看看美剧与书。
7、你如何看待发明中的失败?
李欣雨:所有失败不能算是失败,只能说是一个实验的结果。这个结果反映出什么性状,我能从中汲取到什么经验。对我来说,失败也是一种成功,至少证明了这是一种不可行的方法,我能向更加正确的道路去行走。
8、家庭、学校和朋友对你做发明是什么态度?
还没有成型的时候妈妈不太支持,认为我每天在那里捣鼓也弄不出个东西,有点浪费时间,但成型后蛮支持的,至少把所学的知识应用了起来。的确初期的时候,看不出什么头绪,大多数人都会认为我是在瞎搞。学校主要是文艺活动多一些,对做科学时间上很放开,自己可以到校外参加一些科学社,像我就参加了青少年科学研究院、青少年科学社。
9、除了发明,还有什么其他的兴趣爱好?
做化学实验,我对化学兴趣非常浓厚。在学校时,我会跑到实验室去跟老师聊天,蹭一个做实验的机会。
现在我打算出国留学,到了比较关键的阶段,很多学校要到申请截止日期了,写文书很频繁,要不停地改稿,有时十几稿改完才是一篇成熟的文章。但每写一遍,思路都会成熟一些,更加明白自己想要的是什么。申请的大学有美国的宾西法尼亚大学、康奈尔大学,加拿大的多伦多大学、英属哥伦比亚大学、麦吉尔大学等。
10、你的梦想是什么?
把身边不合理的地方找出来,改变它,让自己心情变得愉快,让自己生活变得更好。
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