佐治亚理工学院的一项最新研究成果表明,一杯寻常的葡萄酒,竟能成为通往尖端研究与前沿技术的有力切口。该项目受化学与生物化学学院助理教授安德鲁·麦克肖恩主持的亚特兰大科学节活动启发,开发了一套围绕核磁共振技术的创新科普与教学模块,旨在让入门级化学及生物化学课程能够轻松采纳。
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“核磁共振是化学和生命科学领域应用最广泛的分析工具之一,而佐治亚理工学院拥有世界上最顶尖的核磁共振中心之一,”麦克肖恩表示。“我们的研究表明,你无需接受过高阶训练,也能领略像核磁共振这样强大的工具是如何运作的,以及它们在科研中发挥着怎样的作用。”
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在亚特兰大科学节活动期间,从带着K-12(幼儿园至高中)阶段学生的家庭,到本科生,再到没有任何化学背景的成年人,近130名参观者在佐治亚理工学院核磁共振中心探索了葡萄酒的化学奥秘。在麦克肖恩的指导下,通过分析分子的化学组成、结构和动力学,他们识别并量化了70多种影响葡萄酒口感、香气和品质的化学成分。
小组成员还扮演起“葡萄酒侦探”(这是核磁共振在现实世界中的一种应用)的角色,调查了葡萄酒造假的案例,学习如何识别甲醇、防冻剂和醋酸铅等有害添加剂——这些添加剂在历史和现代的葡萄酒丑闻中都曾扮演过角色。
“通过将科学与葡萄酒这样熟悉的事物联系起来,我们能够激发各个年龄段人群的好奇心和兴奋感,”麦克肖恩说道。“这提供了一个框架,展示了复杂的分析技术如何在课堂或科学节上变得具有包容性、互动性和启发性。”
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这项研究凸显了核磁共振及其他强大技术作为科普契机的潜力——从吸引公众参与到更好地开展本科生教学。
“活动结束后,成年参与者表示他们了解了化学成分如何影响葡萄酒的特性,以及核磁共振在科研和工业界的应用,”麦克肖恩说。“年轻的参与者则学到了关于葡萄酒成分的关键概念,并从感官体验中获益,比如亲眼观看光谱仪的运行。”
他们的目标是利用这些反馈继续开发科普工具。“我的最终目标是将核磁共振发展成一种实用的教学工具,将这项技术植根于现实世界的案例之中,”麦克肖恩补充道。“采用这种方法是一条清晰的途径,既能向公众介绍佐治亚理工学院研究人员使用的世界级仪器,又能让本科生接触到他们在职业生涯中可能遇到的强大分析技术。”
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