演講內容文字版

   我是中國科學技術大學的梁琰，很高興今天跟大家分享美麗化學的東西，我也是這個項目的項目負責人，也是項目的作者、攝影，加上科學可視化指導。大家看到這個圖片是我們新的網站，如果大家之前上過我們現在的網站的話，這是我們馬上要更新的新的版本。

   我們經常收到的一個問題就是，為什么要做美麗化學的這樣一個項目？其實答案很簡單，因為化學非常非常美麗。從我個人的經歷來講，我是清華大學化學專業的本科和碩士，然后之后到美國的明尼蘇達學了一個材料學的博士，所以，經過這么十多年的學習，我越發覺得化學非常非常的美麗，所以希望把自己對化學的熱愛分享給更多的人。

   那么如何來展現化學這種美麗呢？我特別喜歡攝影，而且我還特別喜歡在實驗室里拍東西，大家看到的這個是在哈佛大學的Markus Greiner的實驗室里邊，拍攝的是用光學來控制超冷原子的實驗裝置。

   這幅是在中國科學院的金屬研究所，在李峰教授的實驗室里拍的他生產碳納米管和測試他們的電池的裝置，他們把電池做成一個一個的紐扣電池，然后再在這樣的夾子上面批量地進行測試。

   所以我在想，我之前沒有去拍過化學反應，但我覺得通過特殊的這種攝影的手法去拍攝這些化學反應的話，一定能收到特別好的效果，所以這樣就解決了宏觀的一個問題，我們來拍攝化學反應。另外呢化學有很多微觀的東西，我們怎么呈現這些微觀的、拍攝不到的、看不到的東西呢？

   我是98年的時候大學入學，那時候第一次接觸電腦，當時就迷上了電腦的圖形圖像的各種各樣軟件，包括當時的動畫啊游戲啊還有影視特效，都跟這些電腦圖像非常相關，所以這是我的一個愛好，那一直到博士畢業之后一直在維持這個愛好。畢業之后很有幸到波士頓的一家公司叫做Digizyme，去做了一個科學動畫師，去做這些科學可視化方面的工作，之后又成為了一名自由職業者，我自由職業者的工作就是給世界各地的科學家來服務，給他們來做這種既能表現他們科研內容，又能展現他們科研的這種給科研帶來一些視覺沖擊力的圖片，包括這兩張是我做的圖像，分別發表在《自然》的《光子學》和《自然》的《材料學》的雜志上。

   所以這樣的話就很確定，我們對于這種看不見的、微觀的納米級別，甚至比納米級別更小的化學結構，我們可以通過電腦圖像的手段來給它展現，下面的話我們來看一看我們怎么來展現這些化學。

   這個是所有的中學生在學習化學的時候最頭疼的一個東西，就是這些東西都是化學方程式，這些東西是要背的，是很枯燥的，但是我覺得這是看似枯燥的化學方程式，這些都是金屬的置換反應是吧，鋅置換銀，鋅置換銅和鋅置換鉛，這些反應原理其實很簡單，但是很枯燥，這個東西看起來的話就是要背，很多人對化學的感覺大概就是這樣，要背好多好多的東西：

   但是我們來看一看這些方程式背后到底是什么樣的一個圖像。

   這是第一個反應，置換銀的反應。

   在硝酸銀溶液中，因為銀很重，所以大家看到這個生長出來的銀樹都在往下走，是因為重力的作用。

   這是置換銅的反應：

   硝酸銀跟氯化鈉生成氯化銀的反應：

   在我們拍攝之前我們很難想象這些反應大概是個什么樣子，所以我們在拍攝的過程其實是發現的一個過程，而且每個反應都有自己獨特的個性。

   這跟兩個溶液的濃度有關系，產生了這樣的一個滲透壓，所以大家看到很奇怪的各種各樣的現象，我們剛剛開始這部分的制作，新的內容也會公布在我們新的網站上。

   說完了化學反應，我們來看一看微觀的化學結構。大家看到這是綠寶石，其實更準確地說應該是，一塊祖母綠在微觀下的結構。

   這些寶石宏觀都是很吸引人的，大家都去追求它，花高價去買它，它在微觀下也是非常非常美麗的。我本人因為學過材料方面，經常會學習各種各樣的晶體結構，我對這種非常有對稱性的結構是非常喜歡的。

   這個是紅寶石的結構，紅寶石其實就是三氧化二鋁，之所以呈現紅色是因為它里面混有少量的鉻離子，如果混有其他的離子也可以成為藍色，變成藍寶石，但實質上來說它都是三氧化二鋁。各位觀眾如果用的是iPhone的話，你的手機上的鏡頭保護膜其實也是三氧化二鋁，剛玉（三氧化二鋁的別稱）。

   這個是更普通的我們每天都攝取的食鹽的結構，這個可能在高中的時候大家都知道，鈉原子把一個電子給了氯離子所以帶了一個正價，這邊是一個負價，所以他們是一比一的結構。

   但這個結構如果在高壓下會變成什么樣子呢？