葡萄酒自己會(huì)告狀！佐治亞理工核磁中心揭黑幕：70種成分現(xiàn)原形

佐治亞理工學(xué)院的一項(xiàng)最新研究成果表明，一杯尋常的葡萄酒，竟能成為通往尖端研究與前沿技術(shù)的有力切口。該項(xiàng)目受化學(xué)與生物化學(xué)學(xué)院助理教授安德魯·麥克肖恩主持的亞特蘭大科學(xué)節(jié)活動(dòng)啟發(fā)，開發(fā)了一套圍繞核磁共振技術(shù)的創(chuàng)新科普與教學(xué)模塊，旨在讓入門級(jí)化學(xué)及生物化學(xué)課程能夠輕松采納。

“核磁共振是化學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的分析工具之一，而佐治亞理工學(xué)院擁有世界上最頂尖的核磁共振中心之一，”麥克肖恩表示。“我們的研究表明，你無需接受過高階訓(xùn)練，也能領(lǐng)略像核磁共振這樣強(qiáng)大的工具是如何運(yùn)作的，以及它們?cè)诳蒲兄邪l(fā)揮著怎樣的作用。”

在亞特蘭大科學(xué)節(jié)活動(dòng)期間，從帶著K-12（幼兒園至高中）階段學(xué)生的家庭，到本科生，再到?jīng)]有任何化學(xué)背景的成年人，近130名參觀者在佐治亞理工學(xué)院核磁共振中心探索了葡萄酒的化學(xué)奧秘。在麥克肖恩的指導(dǎo)下，通過分析分子的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)，他們識(shí)別并量化了70多種影響葡萄酒口感、香氣和品質(zhì)的化學(xué)成分。

小組成員還扮演起“葡萄酒偵探”（這是核磁共振在現(xiàn)實(shí)世界中的一種應(yīng)用）的角色，調(diào)查了葡萄酒造假的案例，學(xué)習(xí)如何識(shí)別甲醇、防凍劑和醋酸鉛等有害添加劑——這些添加劑在歷史和現(xiàn)代的葡萄酒丑聞中都曾扮演過角色。

“通過將科學(xué)與葡萄酒這樣熟悉的事物聯(lián)系起來，我們能夠激發(fā)各個(gè)年齡段人群的好奇心和興奮感，”麥克肖恩說道。“這提供了一個(gè)框架，展示了復(fù)雜的分析技術(shù)如何在課堂或科學(xué)節(jié)上變得具有包容性、互動(dòng)性和啟發(fā)性。”

這項(xiàng)研究凸顯了核磁共振及其他強(qiáng)大技術(shù)作為科普契機(jī)的潛力——從吸引公眾參與到更好地開展本科生教學(xué)。

“活動(dòng)結(jié)束后，成年參與者表示他們了解了化學(xué)成分如何影響葡萄酒的特性，以及核磁共振在科研和工業(yè)界的應(yīng)用，”麥克肖恩說。“年輕的參與者則學(xué)到了關(guān)于葡萄酒成分的關(guān)鍵概念，并從感官體驗(yàn)中獲益，比如親眼觀看光譜儀的運(yùn)行。”

他們的目標(biāo)是利用這些反饋繼續(xù)開發(fā)科普工具。“我的最終目標(biāo)是將核磁共振發(fā)展成一種實(shí)用的教學(xué)工具，將這項(xiàng)技術(shù)植根于現(xiàn)實(shí)世界的案例之中，”麥克肖恩補(bǔ)充道。“采用這種方法是一條清晰的途徑，既能向公眾介紹佐治亞理工學(xué)院研究人員使用的世界級(jí)儀器，又能讓本科生接觸到他們?cè)诼殬I(yè)生涯中可能遇到的強(qiáng)大分析技術(shù)。”