中考后的暑假，我到中国科学院理化技术研究所，参加了“2019中国科学院中学生科普体验周”，不仅了解了科学前沿知识，见识了先进仪器，重要的是，我进行了人生第一次科学研究。

    科普周活动丰富多彩，最吸引我的是电子显微镜，可以把观察物体放大成千上万倍，清晰地看到物质的微观结构。正当我享受游弋知识海洋的乐趣时，项目负责人罗博士给我们出了道难题：让每位同学根据所学知识，利用现有仪器自行设计一项科学研究。这可把我难住了，中学生怎能进行科学研究？

    罗博士看出了我们的困惑，他说：“不要把科学研究想得太复杂，可以先从身边现象出发，只要细心观察就会找到有趣的研究问题。”我开始静心思考，眼前塑料笔袋壁上几道铅笔划痕吸引了我。同样的铅笔在笔袋壁和纸上的划痕为什么深浅不同呢？

    在罗博士引导下我确定了研究题目：铅笔在不同材料上划痕深浅与其微观结构及组成元素的关系。我就地取材选择了A4纸、塑料笔袋和塑料瓶壁做实验材料，先用铅笔以相同力度在以上3种材料上留下划痕，对比其深浅；然后用电子显微镜观察3种材料的微观结构和元素组成；第三步分析影响划痕深浅的可能因素；最后总结分析、得出结论。

    研究开始了，罗博士这时反倒充当起“助手”，他完全尊重我的研究设想并鼓励我们大胆尝试。起初，进展顺利，目测划痕由深至浅依次为：A4纸、笔袋壁、塑料瓶壁。我记录了结果，信心满满地开始下一步工作，利用电子显微镜观察三种材料的表面。A4纸图像清晰，但接下来问题来了，塑料笔袋和瓶壁反复观察都无法得到清晰图像！

    我突然想到电镜是用电子束扫描得到物理信息再通过计算机处理获得图像，而塑料笔袋和塑料瓶壁是绝缘体，必须加强其导电性才能得到图像，解决方法是喷金。喷金处理后我终于得到清晰的图像。我将实验结果汇总为表1。

    表1 三种材料的微观结构和元素组成

    先分析组成物质，通过查阅资料我发现，组成A4纸的主要物质是纤维素，由C、H和O元素组成，微量的Ca、Si等元素来自增白剂；组成塑料笔袋的主要物质是聚氯乙烯，由C、H、O、Cl元素组成；组成塑料水瓶的主要物质是PET塑料，由C、H、O元素组成。暂时不能判断元素组成与划痕深浅之间的关系。

    再分析微观结构，根据电子显微镜呈现的图像我发现，被划材料表面粗糙度排序为A4纸＞笔袋壁＞塑料瓶壁，与划痕由深至浅的排序相同。由此我得出结论：影响划痕深浅的主要因素是微观结构，物体越粗糙，铅笔在其表面的划痕越深。

    研究结束后我想到还有很多细节被忽略，如：铅笔硬度不同时结论是否成立；铅笔如何留下痕迹；相同粗糙程度的不同材料留下铅笔划痕能力是否相同；是否有更合适的方法测量材料粗糙度等。这个课题还涉及摩擦学知识，值得深入研究。

    “科学没有平坦大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点”。马克思的话最能表达我第一次科学研究的感受。

    （作者系北京第八十中学学生）