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

Тема проекта 14 - Магнитные жидкости

Ключевые слова:  учителю

Автор(ы):  ФНМ МГУ

07 ноября 2011

Название(я): Магнитные жидкости

Номер в каталоге: 14

Основной предмет (школа): химия

Область знания (ВУЗ): «умные» материалы, магнитохимия

Актуальность: Получение магнитореологических жидкостей представляет несомненный интерес как пример формирования одного из видов "умных" материалов, к которым относят материалы, определенные физические свойства которых (в данном случае, вязкость или даже форма) можно контролируемо изменять за счет легко реализуемых внешних воздействий (в данном случае, магнитного поля). Необычность поведения магнитных жидкостей при относительной простоте их приготовления с использованием уникальной реакции осаждения смешанного оксида железа Fe3O4 за счет реакции солей железа (II) и (III) в щелочной среде представляет интерес для школьного исследовательского проекта. Кроме того, возможность проведения легирования Fe3O4 при его "мокром" синтезе (ионами кобальта, никеля, цинка и др.) с последующим изменением магнитных свойств, а также присутствие среды (вазелинового масла или его аналогов), способной содержать жирорастворимые красители, существенно расширяет возможности реализации целой серии школьных проектов, посвященных магнитным (магнитореологическим) жидкостям.

Новизна: создание цветных, люминесцентных магнитных жидкостей с контролируемыми магнитными свойствами

Цель: разработка процессов создания магнитных жидкостей с контролируемыми свойствами

Задачи:

1. ознакомление с литературой по основам магнитохимии и влиянии размерного фактора на основные магнитные характеристики (требуется специальная литература)

2. литературный анализ наиболее распространенных структурных типов магнитных материалов, включая материалы и наноматериалы на основе оксидов железа с акцентом на структуру шпинелей

3. поиск различных вариантов создания магнитореологических жидкостей

4. поиск вариантов двух и более взаимно несмешивающихся при комнатной температуре жидкостей (гидрофобных), которые могут быть использованы как основа для создания несмешивающихся цветных магнитных жидкостей

5. поиск красителей (включая люминесцентные), растворимых селективно в выбранных несмешивающихся жидкостях (по возможности нетоксичных и стабильных на воздухе).

6. подготовка наночастиц на основе Fe3O4, легированных различными катионами, для изменения магнитных характеристик, выбор оптимальных условий синтеза для достижения баланса между размером частиц и их магнитными характеристиками

7. в случае сотрудничества с ВУЗом - характеризация фазового состава (параметров решетки) методом рентгеновской дифракции, определение размеров частиц (электронная микроскопия, уширения рентгеновских пиков, динамическое светорассеяние), анализ магнитных характеристик

8. подготовка (несмешивающихся) цветных магнитных жидкостей, исследование их временной стабильности и влияния ультразвуковой обработки

9. иссдедование поведения смесей магнитных жидкостей в постоянном и переменном магнитном поле (несмешивающиеся магнитные жидкости могут содержать наночастицы разного размера, иметь различную вязкость, различные зависимости вязкости от температуры и поэтому по - разному отвечать на воздействие магнитного поля при различных температурах)

10. создание прототипов устройств, использующих магнитные жидкости (магнитные присоски, муфты сцепления и пр.)

11. обсуждение и обобщение полученных результатов

Экспериментальные подходы: подготовка растворов, фильтрование осадка, остаривание осадка под слоем маточного раствора, методы анализа наночастиц (в случае сотрудничества с ВУЗом)

Методические подходы: изучение ряда распространенных структурных типов неорганических материалов, ознакомление с поведением несмешивающихся жидкостей, основы теории растворов, роль поверхностно - активных веществ в стабилизации коллоидных систем

Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: инструментальные методы анализа со стороны ВУЗа, отдельные мало распространенные реактивы

Освоение школьником теоретического материала: реакции кислотно - основного взаимодействия, химия железа, строение органических красителей

Навыки, получаемые школьником: работа с растворами и осадками

Предшествующий материал по школьной программе: химия триады железа, теория растворов

Роль учителя: общее руководство проектом

Возможная помощь тьюторов: консультативная помощь, обеспечение реактивами, помощь в проведении анализа магнитных наночастиц

Техника безопасности: обращение, возможно, со слаботоксичными веществами (ПАВ, красители, основы магнитных жидкостей и пр.)

Примечания: использование застывающих при комнатной температуре цветных магнитных жидкостей может быть использовано для создания "скульптур" - трехмерных образов магнитного поля от одного или нескольких магнитов.

Магнитная жидкость в магнитном поле

Первичные литературные ссылки для начала поиска: магнитные жидкости

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

 

Прикрепленные файлы:
proekt14.pdf (119.65 КБ.)

Информация о теме проекта.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 2)

 


Комментарии
Очень интересно! Я в школьной лаборатории в Железногорске с ребятами делаю практически тоже самое. Хочу предложить сотрудничество. fss4@yandex.ru +7-923-334-25-46. Есть ли уже какие-то наработки?

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

 

Огни подводного города
Огни подводного города

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

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!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
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.