Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Тема проекта 1 - Cупергидрофобные покрытия природного происхождения с эффектом «лотоса»

Ключевые слова:  учителю

Автор(ы):  ФНМ МГУ

06 ноября 2011

Номер в каталоге: 1

Основной предмет (школа): биология

Область знания (ВУЗ): наноструктурирование поверхности, микрофлюидика

Актуальность: Эффект лотоса ("несмачиваемость" поверхности из – за специфического микрорельефа) является одним из самых известных явлений, которое связывают с практическим использовнием нанотехнологий. По этой причине целесообразно, чтобы школьники были информированы о данном эффекте, более того, должны ясно понимать его истинный смысл.

Новизна: Обычно знания об "эффекте" лотоса у школьников ограничиваются визуально - смысловым рядом "лотос" - "ворсинки" - "круглая капля". В то же время, эффект лотоса является достаточно сложным явлением и наблюдается далеко не только у лотоса, кроме того, считается практически значимым с точки зрения обработки (модифицирования) различных поверхностей (текстиль, зонты, днища кораблей, ветровые стекла автомобилей, микрожидкостные устройства и пр.). Для школьников представляется достаточно интересным и познавательным в рамках подобного проекта ознакомиться с теоретическими основами явления, его распространенности в живой, неживой природе и применимости в науке и технике.

Цель работы: литературно - теоретическое и экспериментальное ознакомление с эффектом лотоса

Задачи:

1. сбор литературы о теории явления, включая поиск природных объектов, обладающих эффектом лотоса

2. изучение "обычных" причин гидрофобности и гидрофильности поверхности, сравнение с эффектом лотоса, физическое и физико - химическое обоснование явления

3. поиск проявлений эффекта лотоса в растительном (листья, цветы растений и пр.) и животном мире (крылья насекомых, перья птиц и др.), а также в неживой природе (минералы, осадочные породы, искусственно созданные поверхности)

4. получение образцов с эффектом лотоса, образцов с гидрофильными и гидрофобными свойствами

5. исследование смачиваемости образцов в статическом и динамическом режиме

6. анализ возможностей практического использования явления в соответствии с полученными экспериментальными и литературными данными

Экспериментальные подходы: оптическое исследование эффекта смачиваемости, разработка собственной методики определения краевого угла смачиваемости в зависимости от состава используемой жидкости (электролитный состав, кислотность, наличие поверхностно - активных веществ) и типа найденных образцов природного (или искусственного) происхождения

Методические подходы: поиск групп растений, птиц, животных и насекомых, "использующих" эффект лотоса, а также причин, по которым этот эффект требуется для того или иного вида

Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: в принципе, должны быть достаточны ресурсы обычной школьной лаборатории, обнаружение объектов для исследований возможно путем поиска в окружающей природе или путем закупки

Освоение школьником теоретического материала: теория явлений смачиваемости, поверхностного натяжения, методы количественного исследования смачиваемости, теории химической связи и химии поверхности, морфологическое строение природных объектов

Навыки, получаемые школьником: работа с оптическим микроскопом, работа с простейшим лабораторным оборудованием, навыки поиска данных и их анализа

Предшествующий материал по школьной программе: структура и свойства воды, поверхностное натяжение, морфологическое многообразие насекомых, птиц, животных и растений

Роль учителя: обеспечение литературой и разъяснение базового материала, участие в поиске объектов исследований, проведении и анализе полученных данных

Возможная помощь тьюторов: обеспечение оптической и электронной микроскопией, установкой для анализа краевого угла смачивания (если есть, или же разработка такой установки на базе имеющегося оборудования), реактивами для изменения состава используемых растворов, консультации по подготовке окончательной версии текста проектной работы

Техника безопасности: особой техники безопасности не требуется

Примечания: поиск растений с эффектом лотоса может быть осуществлен на основе литературных данных, возможно подготовка на завершающей стадии работы искусственных поверхностей с эффектом лотоса (реплики, литография, модификация поверхности микро и наночастицами и пр.)

Капля на поверхности лотоса

Первичные литературные ссылки для начала поиска: эффект лотоса

Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):

 

Прикрепленные файлы:
proekt1.pdf (155.24 КБ.)

Информация о теме проекта.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 


Комментарии
А не хотите ли вы получить такие поверхности искусственно?
Хотелось бы, но как? А главное - где?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Морские звезды и обнаженный лес
Морские звезды и обнаженный лес

Территория STEM 2020
20 ноября в онлайн-формате состоится ежегодная конференция проекта "Стемфорд" - Территория STEM 2020. Тема 2020 года - "Подготовка инженеров будущего: партнерство образования, науки и бизнеса".

Актуальные проблемы неорганической химии 2020
Приглашаем студентов, аспирантов и молодых ученых принять участие в XIX Всероссийской конференции «Актуальные проблемы неорганической химии: материалы для генерации, преобразования и хранения энергии», которая будет проходить 13-15 ноября 2020 г. в on-line формате

Начинается XV Олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!"
Совсем скоро начнется юбилейная XV Всероссийская Интернет-олимпиада по нанотехнологиям «Нанотехнологии – прорыв в будущее!». Предлагаем ознакомиться с актуальной информацией и расписанием Олимпиады.

Нобелевская премия за графен, или 10 лет спустя
Алексей Арсенин
О том, как графен повлиял на развитие науки и промышленности и можно ли его назвать материалом будущего — заместитель директора Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, кандидат физико-математических наук Алексей Арсенин

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.