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与专业无关的内容。

高分子的溶解过程

以下是在路上手机QQ回复一个师弟的内容,全是冲口而出,有些偏颇的地方例如把热力学与动力学混在一起讲了,但它们确实是有关的(化学势与动力学关系),我无暇展开。

WIllIamS 20:55:21
老大,直接往已经陪好的PMMA悬浮液里加PS再摇匀,这样会不会比 分别配好PS和PMMA溶液再根据所需的最终浓度混合 要容易一点?
WIllIamS 20:58:02
你跟我说过先配好PS的溶液之后再混合PMMA溶液,我发现这样要考虑的东西比较多,如果能计算好总共需要多少PS,直接称好固体直接加进去就容易得多,所以问一下,这个应该是没什么问题的吧?
翔哥 21:37:59
很有问题。我刚跑步。回头再聊吧。
WIllIamS 21:39:31
好的。
翔哥 22:15:28
我在手机上。
翔哥 22:18:39
首先你要考虑到,PMMA粒子悬浮液在一定ps浓度会随时间变化(凝胶化),变化的速度跟PS浓度有关。
翔哥 22:21:43
如果PS本身的浓度也在变,而且不受你控制的话,你就无法控制你想要的凝胶化速度和最终凝胶的状态。
翔哥 22:41:34
什么叫重复性,那就是你做十个样品,它们都同时起跑,以同样的速度跑,以便同时到终点,获得十个凝胶化程度相同的样品。实际不理想性于是主要来自:起跑时间不一,速度不一。前者例如聚合反应的“诱导效应”(《高分子化学》),后者就是由于诸如PS浓度,单体浓度、温度等动力学敏感条件失控所致。所以实验上要力图做到是(以PS浓度为例),总体上缩短PS浓度从原有值到所需值的时间如0.1秒,误差再大不会超过这个数量级,相比你正式反应时间如1小时而言可以忽略。其次就是达到所需浓度之后就不要再变,保持凝胶化速率相同。以上把PS浓度换成温度等都是成立的,是比较常规的实验原则。
翔哥 22:43:31
下面是关于高分子的浓解。
翔哥 22:43:36
溶解
翔哥 22:49:10
高分子溶解跟小分子相比慢很多个数量级。经常是还没学到专业课的本科生进实验室,过来说“老师这个溶不了,已经溶了很久了。”怀疑书上说的溶剂是不是错了。其实要泡过夜才看到溶涨。
翔哥 22:53:48
高分子溶解慢不是一般慢,而是慢到整个工艺设想都不一样的程度。当然,并不乏溶得非常快的例子,如PEO、PAA等水溶性高分子,受益于氢键和电离等效应,降低了溶解焓,补偿溶解熵增。但非极性体系没有此效应。
翔哥 22:54:54
那你问了,既然慢,溶液混溶液不也慢吗?或者问,能快多少呢?
翔哥 22:55:36
这就涉及到高分子溶解步骤。
WIllIamS 22:59:20
哦,那溶液之间混溶又要看他们的性质了,支化程度和分子量什么的
翔哥 23:02:08
高分子溶解步骤:1. 溶胀,溶剂向高分子样品由外及内渗透。这要看你样品的粒度,一大坨直接浓肯定慢过剪碎了再溶。但是分子量越大越容易机械降解,导致平均分子量下降,分布变宽,具体变了多少你又没去控制。只能原样直接溶解。
WIllIamS 23:05:53
那所以PS就要原样溶了然后再稀释?
翔哥 23:07:11
2. 扩散。表面一些已经溶胀到一定程度的部分样品分子链脱离本体向溶剂相扩散。这是一个整链运动。在学高分子的分子运动时讲到过,链段的运动比较快,可以与小分子相当,其次就是多个链段协同运动由于被绑在一起所以慢得多,最慢是整链运动。可以差到两三个数量级。
翔哥 23:16:00
这还只是表面已经扩散了的部分,这部分跑了之后,内部才裸露出来,开始溶胀。忘了说了,溶胀是溶剂小分子钻到高分子空隙的过程,靠的是热运动。你知道玻璃的caging图象,溶剂分子也是一样,大部分时间是在空隙内部受限运动,跳出空隙是罕见事件。而溶胀过程靠的恰恰是这一罕见事件的积累,所以更慢。以上纯粹是熵因素。如果遇到极性强或者结晶性高分子,还要克服额外的能量差,人家原来结晶能量最低态。尽管溶解终态能量也很低但中间溶胀这一步能垒很高,熵要再补偿这部分代价,更慢。
翔哥 23:17:47
如果你先配成溶液再混,相当于把以上步骤先完成了,再允许它与PMMA接触,所以是能加快很多。
WIllIamS 23:18:50
学习了。
WIllIamS 23:20:14
为什么说溶胀过程靠的是溶剂分子在大分子空隙内部跳出空隙这种罕见事件的积累?
翔哥 23:20:32
这样你才能实现近似瞬时设定PS浓度,然后保持长期稳定,得到有重复性的样品。
翔哥 23:21:08
高分子中的空隙,就是非晶区的分子间隙。
翔哥 23:23:02
溶剂要溶胀,就要从外部扩散到内部,它们进入了位于外部的间隙之后,要再跳开原有间隙才能到达更里的间隙,实现由外及内。
WIllIamS 23:23:41
明白了
翔哥 23:26:22
所以要怎么实验并不重要,重要的是建立正确的而不是错误的、全面的而不是只知其一不知其二的、变成本能的而不是背书考试的物理图象。
翔哥 23:29:14
只能靠传授。
翔哥 23:30:42
所以我要啰嗦这么多不直接告诉你怎么做。Over!手机码字王。
WIllIamS 23:32:02
你说有时候都不知道担心什么,因为不知道应该去担心什么,要是不问你,我就真的那么做了,即使我高分子物理考试很高分也没用,考虑问题是需要做过深度思考的
翔哥 23:32:51
你们高物上的不够课时吧,没实验吧。
WIllIamS 23:32:59
WIllIamS 23:33:30
也算是有一点,做过乌氏粘度计
翔哥 23:35:04
而且高分子系的学生之所以会好一点是因为他们还要学高分子加工工程,各类材料成型。他们选修课的老师可能都是高分子系的,说着说着就扯玻璃化温度。
翔哥 23:35:33
你们不是。
翔哥 23:35:51
光靠考试谁都会忘。
WIllIamS 23:38:29
那PS样品是一块一块的发泡泡沫状的,每一块估计有个1g了。那么我不该把他们剪开,因为会造成机械降解?
翔哥 23:39:39
对。
翔哥 23:39:52
不要剪太碎。
翔哥 23:40:15
没必要不要狂剪就是了。
WIllIamS 23:45:56
明白。

动物园 鸣春谷

之前我写过一篇关于动物园的东西,最近我终于自己去了动物园了。

3月30日我去广州动物园玩,下暴雨。

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小猕猴的身手

黑天鹅

老虎:它一开始以为要喂食了,所以在两个门前面等待。后来不知道为什么又径直跳在水池里泡澡了。

长颈鹿的舌头也很长。

这只猿猴一直循环着这一套动作:在窗沿来回走,在吊绳上晃一晃。

大象,小象走到边上跟我打招呼了!

这周六我又到白云山的鸣春谷看鸟。鸣春谷其实就是个鸟类动物园。

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绿鹦鹉。鹦鹉是个好奇心挺强的鸟。

这只鸡本来是安静地卧在垃圾桶上的,看到我靠近了,就开始咯咯叫个不停:

我引起了这只八哥的注意,它中间突然“呱呱”跟我打了个招呼(中间有声音的部分)

这只白鹦鹉非常可爱!我下次还会来看它,要带上瓜子。

这个孔雀开屏了,还开了很久!

科普是伪科学

我是从微博上知道科普还有鹰派和鸽派等说法的,觉得搞笑极了。现在科普是多么牛逼的事业了,都到要分为鹰派和鸽派的地步了!作为一个根本反对科普的人,任你鹰派也好鸽派也好,我都当作看戏,而且这戏还特没劲。

我对“科普”的看法,以前已经表达过很多次了。

我随便在网上搜了一下关于鹰派和鸽派科普的信息。其中有一个果壳网的页面,让我觉得十分熟悉又非常分特。“楼主”提出了一些还是比较有价值的看法,探索了一下所谓鹰派和鸽派的价值观根源。这本来是把整个topic的逼格大大提升了的节奏,可惜在评论栏里彻底毁了!那些小白评论,他们完全没有配合这种高逼格的意思,他的评论也跟楼主的内容没什么关系,完全自说自话。例如第一个评论者,用一个很牛的句式“一直不明白这么高深的话题,只是觉得……”,就十分顺理成章地把讨论移到自己的水平上来了!还有第二个评论者,“我本人认同……”,现在是在讨论谁认同哪个吗???楼主是优雅地超越了这个层面了已经好不好?你又搞回到这个层面来。谁care你认同啥啊??结果我发现,不争气的楼主居然还回复了他,完全没有被惹怒到!!本来想把这些人都拉黑,结果发现由于长期鄙视果壳,没在上面注册。现在注册吧,好像我肯定了果壳,不注册,又没办法拉黑他们!气死我了!所以为什么我的博客长期关评论就是这个道理。

那个楼主说:

温和派科普者得思想原则大概可以推回至边沁对自由的定义,也就是“不影响他人自由“的自由。用柏林的分类就是消极自由。

鹰派的思想则认为对自由的定义应该加上某种限制,类似于密尔的“不可自由的选择做奴隶”,哈耶克的“某种正当性的出发点”或者穆勒的“当一个人走上一座破损的桥应该阻止”。

我觉得,鸽派就是心情好,鹰派就是心情不好。看到愚昧的人,心情好的时候可以和颜悦色地去开导,心情不好则直接辗压。总之,消极/积极自由也好,心情好/坏也好,都说明这两“派”其实是没什么可争的。任何人如果它是非常明确、长期的鹰派或鸽派,那就根一个人长期心情很好或很坏一样,都是有病。

另一个比较有意思的看点就是“人有没有愚昧的自由”,这其实是消极和积极自由之争的具体化了。很有趣的是,网上不仅有人赞同人有这自由,而且也有人明确地认为人没有这个自由。有一篇叫《做个快乐的被科普者》的文章,里面说:

被科普者有理由闷闷不乐——假货泛滥,骗子横行,谎言遍地,大众麻醉,形单影只,被亲友孤立,被社会孤立,被傻子恶人谩骂骚扰——还不能喝“心灵鸡汤”补补身子,不能找老中医摸脉治治“亚健康”,不能购买一大堆保补健品慰藉自我和亲人,不能找个神父谈心、抱个宗教团体享受“家的温暖”,因此会很不痛快、很不开心。

这就类似我在《真相长啥样?——我的胡评一气》里所说的那样,大家需要是安慰剂。所谓鸽派科普实际上是看到真相和安慰剂并不矛盾,因此致力于把真相包装成安慰剂。可是,又正如我在《科普帮倒忙》里说的,这其实就是说,科普一定要把真相包装成伪科学才能卖得出去。到头来伪科学长得像伪科学,真科学也长得像伪科学,最后必然沦为权威性之争。要做成功的科普,首要条件不是科学性而是权威性,要遵守一些“行走江湖”的门道。就好像古龙小说里的人物都会有特别长的前缀,作为科普作者,似乎也要沽名钓誉一番,“xxx大学xx学博士”,“XX奖获得者”,“XXX专栏作家”,曾著有《xxx》,《XXX》等畅销科普著作,目前供职于XXX。大家就会觉得很合理:那当然,难道街上随随便便一人儿都能给俺科普吗?那岂不是侮辱俺?因此,这种沽名钓誉其实也是一种“鸽派”做法,目的是为了照顾读者的心理。问题是,我认为这么做很恶心。难道一定要有这些名衔才懂1+1=2?那要是他说1+1=3怎么办?打民科的时候这么理直气壮,说什么“科研成果不是由哪个权威说了算,而是要经过同行评议”,为什么到了科普的时候,又这么强调作者的身份效应?

很多科普组织为了“草根性”,甚至连这种“身份”都不强调,完全社交化,全是网友。抖机灵,调侃,喊口号,自说自话,自娱自乐,党同伐异,抱团取暖。说白了就是一大学生组织,搞起骂战来充满学生运动的典型特点。

鸽派科普的本质就是伪科学。不是说内容科学就是科学了。不是看内容的。我平时刷微博,好评点赞的可能都偏鹰派。但是我也不喜欢鹰派科普,因为无论是骂人还是冷嘲热讽都很难看。所谓“科普的受众”,大部分是中学数理化教育失败的产物。别看他们现在都是成年人了,其实都是懒虫。小时候上课不认真可以说是不懂事。现在叫这些成年人回到初中课室,他们能把那些知识学好吗?教学效果会提高吗?照我看,他们还会像当年在课堂上一样难受,否则也不用搞“鸽派科普”了。中学课堂令人难受,固然是由于中学教育本身存在问题。但不难发现这样的课堂上并不是所有人都觉得难受,总有少数学霸做题N快频频举手争着发言如鱼得水;也不难发现有些学生也许是天生的也许是家教缘故,就是反应慢、注意力不集中、接受能力差、懒惰,所以成绩差。如果完全是由于中学教育体制的不完善,所以在这些受害者成年工作之后搞鸽派科普来弥补,那么理论上中学教育可以通过用鸽派科普来代替来得到改善?不考虑应试和高考的话,用果壳和松鼠会代替中学数理化,那么成年社会应该就不再需要科普了。很显然这是说不通的。这说明成年人所谓“基础科学素养”低,往往应该怪他们自己不爱学习。正是由于科普面对的是不爱学习的人,才需要强调什么鸽派。有个段子我喜欢一引再引:

可不就是嘛,你早上起来要先戴上据能转运的水晶和能防癌的磁疗手镯,再看看通胜日历,看看据说有什么不宜,先喝个据说每天必喝的八杯水,然后吃个早餐前得查查有没有据传的食物相克,然深度怀疑有没吃到据说的假鸡蛋,喝了多少据传有害健康的激素牛奶,然后掏出据说防辐射的蓝牙耳塞打个电话叫出租车,车牌号还不能带有据说不吉利的四,到了单位,拨开一推据说防电脑辐射的仙人掌,上个网查查据说准到你想哭的本周星座运程,然后准备跟据说八字生肖不合的男友保持距离,在Q群转几个据说偷肾的警告给最亲爱的朋友,中午了,同事叫了肯德基你没要,据说有八只翅膀混身插满了管子,你自己把早上带去的据说能延年益寿的素食沙拉(非转基因)从据说会冻坏营养的冰箱拿出来,看看被赞美过的水有没有结成漂亮的冰晶,然后放进据说会产生致癌物的微波炉中加热,还生怕把自己的隐形眼镜烤糊,惴惴不安地吃完后睡个据说会变笨的午觉……晚上回家后想洗个头发现来大姨妈了,据说这时洗头老了会落下疾病,耍了一套中医养生保健操后顶着头油睡在了据说风水比较好的北边。生活得多么惬意!

鸽派科普说到底就是伪科学。不是说内容科学就是科学了,不是说它跟伪科学斗争它就不是伪科学了。其实它的销售策略和目标市场跟伪科学都是相同的。伪科学完全可以向成功的科普组织学习而获得成长。试问,伪科学能向科学学习而获得增长吗?不行,伪科学如果按照科学的practice来进行,它就会变成了科学。所以说科普是伪科学,不是科学。