食品包裝能不能安全環保可食用？高層建築火災中如何逃生？老人摔倒怎樣及時報警？北極吸引上萬鳥類的“鳥懸崖”有什麼秘密？這些來自生活又高於生活的難題被一群中小學生們找到了答案。
由北京少年科學院、中國少年科學院北京地區組委會主辦的北京市“十佳小院士”項目日前揭曉。記者注意到，今年獲獎的項目裡，有的著力解決生活痛點，有的則瞄準科技前沿，孩子們用自己的智慧為美好世界建言獻策。
解決高層建築消防問題
樓梯扶手化身“救命神器”
來自北京第二實驗小學六年級的趙曉漁、王培元、馮量達最初關注到高層建築的消防問題，是學校組織觀看回顧美國“911事件”紀錄片。“畫面上，飛機撞進世貿大廈，世貿大廈著火之後，很多人無處可逃，只能從高高的樓上跳下來，特別悲慘。這個場面給我們的印象特別深。”
後來，他們又陸續從新聞上看到了更多高層建築火災造成人員傷亡的報道。有一次，三個人在課間休息時就這一話題討論了很久，都表示不能理解：消防員叔叔們是很厲害的，消防車看起來也很先進，為什麼就不能及時撲滅高層建築發生的火災呢？
查閱資料後，三個人瞭解到，在一個密閉的高層空間裡，高層建築火災具有蔓延速度快、難以撲滅的特點。而相比之下，目前城市的消防力量難以滿足大型建築重大火災的撲救。比如，能直接供水撲救、登高的消防車的最大工作高度約為24米，很難滿足高層建築的消防要求。此外，通過對寫字樓、商場的實地探訪後，他們發現，現在的高層建築裡的消防設施配備不足，尤其用於逃生的樓梯間內，並沒有噴淋裝置或者其它水源。
如何從“滅火”的角度來解決這個問題？增加對消防設備的投入、要求房地產開發商在樓梯間安裝噴淋設備……這些方案都需要大量投入，並不十分可行，研究似乎陷入了“死衚衕”。
討論多次後，他們想到，如果滅火有困難，能不能換一個思路，從“幫助人們逃生”上想辦法呢？從學校學到的消防知識告訴他們，發生高層火災時，應該馬上從樓梯間快速下撤。
解決方案很快便歸結到兩個關鍵點：一是在高層建築中找到水源以及存水的裝置；二是為樓梯間安裝上與水源連接的“水管”。實地考察讓他們喜出望外，因為這兩點並不難解決：一方面，很多高層建築在樓頂已經安裝了水箱；另一方面，樓梯間的扶手很多都是中空的金屬管，正好可以用來發揮“水管”的作用。
為此，他們確定了最終的方案設計：在每一樓層適當位置安裝感溫火災探測器、感煙火災探測器，並與中央控制平臺相連。當探測器監測到火災發生時，中央控制平臺報警，並開啟樓頂水箱閘門；水箱內的水往下流到樓梯間扶手水管裡，水再從扶手管道下部的小孔洩出，下撤的人員便可以將毛巾、衣物在扶手上浸溼後捂在口鼻處，安全、迅速地下撤到地面。
解決白色牢記問題
調料包裝袋安全可食用
來自北京市第三十五中學的郭可欣將研究目標投向了生活中隨處可見的塑料包裝袋。她發現，雖然塑料包裝具有質量輕、運輸方便、化學穩定、易生產等諸多優點，但有時也並不方便。就拿方便麵調料包來說，沖泡方便麵前要將塑料包裝打開，有時手撕不開，還要另找剪刀，很不方便，尤其調料醬包，一不小心就會弄髒手。讓郭可欣在意的還有一點，過多使用塑料，會產生許多白色垃圾，汙染環境。
那麼，能不能研究一款可以食用的調料包裝袋呢？郭可欣想到了自己在科技課上老師提到的名為“殼聚糖”的物質，這是一種從甲殼動物中提取的氨基多糖，有較好的抗菌活性，能抑制一些真菌、細菌和病毒的生長繁殖。但有一個問題，由於該物質分子間的作用力較強，僅能溶於酸性溶液中。
怎麼辦？郭可欣順藤摸瓜，通過資料檢索，發現了殼聚糖的衍生物——殼聚糖鹽酸鹽，這是一種淺黃色無定形粉末，可以直接溶於水，同時還保留了殼聚糖的特性，具有良好的成膜性、抑菌性，可用於食品、果蔬等的添加劑、保鮮劑。於是，她決定使用殼聚糖鹽酸鹽為原料，製備一款可食性的包裝膜。
可行性到底如何？郭可欣首先就該物質的抑菌性進行了測試，實驗發現，殼聚糖鹽酸鹽溶液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌確實有抑菌效果，通過對不同濃度的殼聚糖鹽酸鹽溶液進行對比實驗發現，4%濃度的溶液，能實現其成膜性與抑菌性的最佳平衡。
接著，郭可欣又對其耐折度、拉力等進行了一系列的測試：將4%濃度的溶液塗抹在瓷磚上，待其自然風乾後形成的薄膜，與相似厚度的糯米紙相比，其耐折性是糯米紙的2.3倍，拉力為糯米紙的15倍。
細心的郭可欣還用所製備的包裝膜進行了食物包裝測試：膜內裝入蔬菜乾和辣椒醬之後，並未出現滲透漏出痕跡，新包裝的密封效果達標了——郭可欣製作一款可食用包裝膜的心願實現了。
探尋北極“鳥懸崖”
研究鳥類棲息地生態環境
去年，西城區奮鬥小學的趙紫宸跟隨“少年極先鋒”中國青少年北極科考團前往來到了嚮往已久的北極地區。出發前，他在培訓中瞭解到，北極地區是鳥類聚集的天堂，北半球六分之一的鳥類都會到北極繁衍後代。此行主要考察的斯瓦爾巴德群島就有54種鳥類。這些鳥對於紫宸來說，別說見過了，有的連聽都沒有聽說過。
為什麼北極這麼寒冷，還有這麼多鳥類要選擇到這裡來繁殖？這麼多不同種類的鳥，在選擇棲息地時考慮了哪些因素？還未踏上神秘大陸，趙紫宸內心就充滿了好奇。
雖然對北極豐富的鳥類已經有了思想準備，但真正到了北極看到那麼多鳥類時，趙紫宸還是感受到了震撼，“如果不是親眼所見，很難想象這樣的場景。”他這樣描繪給自己帶來震撼的場景：在幾十米高的一整面峭壁之上，每一個小平臺上都站滿了鳥類，它們互相依偎、打鬧。你可以試著去想象一個馬蜂窩，把它放大百倍，裡面的蜜蜂全部都換成飛鳥，就是這裡真實狀況的呈現。這面峭壁就是著名的“鳥懸崖”，生活的龐大鳥類群落足有上萬只。
鳥類的繁衍生存與鳥懸崖特殊的地理環境有什麼關係？在老師的指導下，趙紫宸開始了探秘。細心的紫宸注意到，鳥懸崖附近水域呈現出明顯的分層現象。諮詢老師後，他了解到這其實是洋流彙集的表現——多股暖流寒流在這裡交匯，為鳥類帶來了充足的食物供應。
自己有了吃的，還要確保不會被天敵捕食——對鳥懸崖周圍海洋鳥類食物鏈調查發現，北極海鳥的主要天敵是北極狐和賊鷗等；而鳥懸崖險峻的地勢，有利於鳥類躲避天敵，為棲息海鳥提供了安家場所。
此外，通過在鳥崖下海域進行定點取樣，趙紫宸還發現，鳥崖附近海水溫度穩定在5℃左右，空氣溫度在15℃左右波動；鳥崖附近的風速都很低，這些相對穩定的因素都為鳥類的棲息提供了溫暖的避風港。
在揭曉鳥懸崖秘密的同時，此次北極之行，也讓趙紫宸深切感受到了北極環境的脆弱，遍地是塑料瓶子的現實讓他深感心痛，“我們真的應該關注極地環境變化，保護環境。”他已經決定，未來的研究課題聚焦極地保護，為生態平衡貢獻出自己的思考。
【鏈接】北京少年科學院“十佳項目”
1.關於一種高層建築火災樓梯間噴水逃生系統的論證
北京第二實驗小學 趙曉漁 王培元 馮量達
2.小學生對於牙齒正畸認知程度的調查研究
北京市海淀區七一小學 龐程
3.研究使用廚餘環保酵素對三種太空植物生長的影響
東城區東四九條小學 智澤玥 萬一非
4.基於MPU9250的老年人摔倒報警器
東城區史家衚衕小學 範旭航
5.北極斯瓦爾巴德群島鳥類棲息地鳥懸崖生境特徵研究
西城區奮鬥小學 趙紫宸
6.可食性殼聚糖膜的製備及應用
北京市第三十五中學 郭可欣
7.“時代家”號地鐵設計方案
昌平區第二中學 苗碧洲
8.黃淮麥區小麥苗期在熱脅迫下耐熱機理的探索與研究
通州區運河中學 賈明珠
9.北京市西城區部分養老照料中心老人幸福感影響因素的研究
北京師範大學附屬中學 李新洋
10.航架及管道清潔機器人
北京師範大學第二附屬中學 方錚
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