01.同素异形体

　　位于第六单元

　　二层探索与发现A厅

　　“同素异形体”展品位于中国科学技术馆二层“探索与发现”A厅“物质之妙”展区。每种元素不同的原子结构决定了它们不同的化学性质，由同一种元素所构成的不同单质称为同素异形体。生活中常见的氧气和臭氧、金刚石和石墨、斜方硫和单斜硫等，它们之间互称为同素异形体。

　　02.飞起来的石墨烯

　　位于第六单元

　　二层探索与发现A厅

　　石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

　　03.碳14定年

　　位于第六单元

　　二层探索与发现A厅

　　本展品以考古发现为背景，让您了解14C的性质及14C定年的相关知识。展墙为浮雕质感的地层剖面，剖面中可以看到有棺椁、植物种子、人类头骨、甲骨、陶罐、古币、玉器、青铜器等不同年代的古代遗存。您可以通过显示屏选择不同地层中的古代遗存，看看该遗存的14C定年及14C的相关知识介绍，了解14C放射元素的形成、核反应与核衰变等内容及14C定年的原理。

　　首先让我们来看看什么叫做14C。“14C年代测定技术”也叫做放射性碳素断代技术，自上世纪中叶该技术发明以来已经成为现代考古应用最为广泛的一种测定年代的方法，这方法应用于考古学之后，为史前年代学的建立提供了可靠的科学依据。

　　我们生存的自然界中存在着不断产生14C的条件，正是这些条件使处于14C储存库中的物质具有了一定的14C放射性，当含碳物质停止交换时，14C得不到补充，原有的14C就会按放射性衰变规律减少。考古学者首先要测量出含碳物质的剩余14C放射性，然后将其与原有14C放射性作比较，最终计算出停止交换的年代。通过这个方法，我们可以解决考古学、地质学上的年代问题。

　　为什么我们通过14C的对比就能够判断出遗物的年代呢？在动植物肌体中含有大量碳物质，在有生命期间这些碳物质处于14C交换状态，死亡后交也随之停止。考古遗址中有许多生物遗骸，比如木头、木炭、贝壳、骨头等，它们的死亡和使用都和人类的活动息息相关，比如盖房子时的木料、狩猎取食时的贝骨头等。正是因为有了这些遗留下来的物质，我们才能通过“14C年代测定技术”推断出遗址年代。

　　04.碳足迹

　　位于第六单元

　　四层挑战与未来D厅

　　碳足迹，简单来说就是个人因“衣、食、住、行、用”等活动所消耗的能源，最终转化成为大气中二氧化碳(CO2)的量，用于衡量人类活动对气候变化的影响，世界自然基金会（WWF）开发的碳足迹计算器得出结果。观众点击展品屏幕中“测测你的碳足迹”按钮，根据屏幕提示点选答案，计算出自己的碳足迹；点击“什么是碳足迹”按钮，观看视频，了解碳足迹排放的计算原理以及日常生活中碳排放的“来龙去脉”，引导全社会积极践行低碳生活理，参与到国家节能减排行动中，助力“双碳”目标的实现。

　　05.你了解碳中和吗？

　　位于第六单元

　　四层挑战与未来D厅

　　2020年9月22日，在第75届联合国大会上，中国提出二氧化碳排放量力争于2030年前达到峰值，并努力争取在2060年前实现“碳中和”。

　　碳达峰是指二氧化碳的年度排放量达到历史最高值，是温室气体排放量由增转降的历史拐点。而碳中和是指在一定时间段内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，来抵消自身产生的二氧化碳排放量，从而实现二氧化碳零排放。经常说的“双碳”正是碳达峰与碳中和的简称。

　　06.守护地球我是行动者

　　位于第六单元

　　四层挑战与未来D厅

　　发达的科技并不能让我们长期脱离地球生存，地球是我们唯一的家园，如果地球的环境污染继续，资源不断消耗，总有一天会让我们失去这个赖以生存的家园，所以保护地球是我保护我们生存的空间，关注地球资源、生态、环境的问题就是关注我们地球未来发展方向。面对地球的生态环境危机，地球上的每个人，都不是旁观者，而应该是参与者。

　　展品在展厅中营造了一个“讲堂环境”，形成讨论氛围，并设置机器人“优优”作为主持人，组织并主持“守护地球家园”的研讨会，研讨主题包括建设美丽中国、节约资源、保护生态、节水爱水、低碳生活等。憨态可掬的机器人“优优”可以吸引观众注意力，受到观众的喜爱。观众通过展品设置语音识别技术能够无障碍的与“优优”进行问答和沟通，通过这样的方式，引导观众关注地球环境变化，提升保护生态环境意识，参与到保护地球的行动中来。

　　07.钢铁是怎样炼成的

　　位于第七单元

　　二层探索与发现A厅

　　钢铁是怎样炼成的这件展品在展像当中设置有高炉与转炉模型，可以操纵遥感决定铁水的去向从而开始炼钢。这一过程开始后，可以通过多媒体视频来了解钢铁冶炼过程，以及其中的化学变化在展像的最右侧。我们可以通过操作齿轮来了解不同种类的钢材应用的范围。

　　08.生铁、熟铁、钢的比较

　　位于第八单元

　　一层大厅华夏之光

　　生铁、熟铁和钢都是铁和碳的合金。含碳量小于0.05%的叫熟铁，含碳0.05%到2%的叫钢，含碳2%到6.67%的叫生铁。

　　人类早期炼得的是熟铁，是矿石在摄氏800到1000度的条件下，由木炭还原直接得到的。出炉时，熟铁是一种含有大量非金属夹杂的海绵状固体块，因为含碳量很低，所以质地很软，强度和硬度均较低，用途不广，只能制造一些形状简单的器物。生铁是在温度摄氏1150到1300度的条件下冶炼出来的，出炉的时候产品呈液态，可以连续生产，可以浇铸成型，非金属夹杂少，质地硬而脆，几乎没有塑性。钢是在铁的基础上加工而成，具有生铁和熟铁两种优点，为人类广泛利用。

　　09.汉代冶铁技术

　　位于第八单元

　　一层大厅华夏之光

　　这件展品利用缩小比例的可动模型展示了东汉时期的冶铁技术。公元前6世纪，中国人发明了液态生铁冶炼技术。这种技术是把铁矿石与木炭交替铺设在高炉中，通过加温到1150～1300摄氏度，使其变成铁水流出，通过模具铸造成各种形状的铁器。

　　液态生铁冶炼技术发明之前，人们一直沿用赫悌人在公元前2000年发明的用低温固体还原方式把矿石炼成块铁的技术。用这种技术炼好一炉铁之后，必须打碎炉体，才能取出铁块，锻造成型，生产效率十分低下，炼出的固体铁的硬度也远远低于生铁。由块炼铁到生铁，是炼铁技术史上的一次飞跃。

　　欧洲直到14世纪才炼出了生铁，我国之所以能在公元前6世纪就发明生铁冶炼技术，主要得益于我国很早就发明了比较强的鼓风系统和比较高大的竖炉。东汉初年，南阳太守杜诗发明了水排，用水推动鼓风机以节省人力，使冶铁技术又得到进一步提高。这一发明比欧洲大约早1100多年。

　　10.火药配方

　　位于第八单元

　　一层大厅华夏之光

　　“火药的配方”展品位于中国科学技术馆一层“华夏之光”展厅“华夏文明与世界文化交流”展区。火药是中国古代的四大发明之一，又火药是由硝石、硫黄、木炭三种成分按照一定比例配合而成的混合物，点着后能够产生猛烈燃烧或爆炸。因其颜色呈黑色或褐色，所以又被叫做“黑火药”或者“褐色火药”。火药并不是历史上某个人发明的，而是中国古代炼丹家在炼丹的过程中逐渐探索发明的，与我国的传统医学有着密切的关系。

　　火药发明起始于炼丹术。公元8世纪末9世纪初，中国的炼丹家在炼丹过程中不断选取和变更不同配伍的阴阳物质烧炼，发现了剧燃和爆炸的火药成份。

　　11.中国古代科技成就

　　位于第八单元

　　一层大厅华夏之光

　　“中国古代科技成就”位于华夏之光序厅入口处，是一件触屏式多媒体展品，其内容涵盖了中国古代主要的科技成就，如指南针、航海、火药、造纸、印刷、天文、农业机械、机械、金属冶炼、纺织、建筑、陶瓷、数学。观众找到自己感兴趣的内容，轻轻一点，就可以对中国古代科学技术做较为详细的了解。这件展品也可以起到对整个华夏之光展厅导览的作用，其所列的每一项科技门类都与展厅内的展项主题相对应，观众可以首先通过这件展品找到自己的兴趣点，然后有目的地进行参观体验。

　　撰稿：张文豪 郑力荣

　　排版编辑：张文豪

　　封面图设计：李根

　　策划：翟婧

　　主编：任贺春

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