Choose your screen resolution: Auto adjust 800x600 1024x768

Activitate experimentala materiale superhidrofobe
Miercuri, 08 Iunie 2011 21:37

IV. ACTIVITATE EXPERIMENTALĂ

MATERIALE SUPERHIDROFOBE

IV.1. Obiective:

Ø Înţelegerea prezenţei nanostructurilor în compoziţia unui material natural şi felul cum îi influenţează ele proprietăţile

Ø Materialele Novel avansate care au fost create la scală nanometrică pentru a fi superhidrofobe şi aplicaţiile lor

Ø Analiza unui nanomaterial funcţional cercetat la iNANO (folosirea unui material video)

Ø Analiza şi testarea prin atingere a unui material textil supehidrofob

IV.2. MATERIALE:

1) Suprafeţe diferite pentru testare:

* 1 lamelă de sticlă pentru microscop

* 1 bucată plată de plastic 10x10 cm (de exemplu: tăiaţi o bucată dintr-o folie de plastic ca de pildă dintr-un dosar de plastic)

* 1 bucată plată de folie de aluminiu de 10x10 cm

* 2 bucăţi de hârtie de filtru

* Bucăţi de material textil pentru a fi comparate (aproximativ de 10x10 cm):

- 4 bucăţi de material Nano-Tex® şi alte două tipuri

- 3 eşantioane de bumbac 100%

- 3 eşantioane de material fabricat din fibre sintetice, cum ar fi poliesterul şi amestecul de bumbac şi poliester (în acest experiment am folosit un material cu 70% poliester şi 30% bumbac)

2) Diferiţi agenţi de pătare pentru testare

* 1 pahar cu apă, 1 pahar cu suc şi /sau 1 pahar de Coca-Cola

* Oţet sau vin (1 pahar)

* Ulei pentru gătit (1 pahar)

* Ketchup (1 lingură plină)

* Muştar (1 lingură plină)

* Maioneză (1 lingură plină)

* Pământ organic (două mâini pline)

3) Diferite frunze de plante ( strângeţi din grădina şcolii sau aduceţi de acasă)

* O frunză dintr-o plantă obişnuită precum iedera

* O bucată de frunză de lotus sau de nasturtium

4) Sticlă de laborator umplută cu apă

5) 5 pipete (sau pipete Pasteur) pentru aplicarea agenţilor de pătare lichizi – Cuţite sau linguri de plastic pentru aplicarea celorlalţi agenţi de pătare

6) O găleată de detergent de rufe şi apă (s-ar putea să fie nevoie să o împărţiţi la întreaga clasă)

7) O bucată de şmirghel de 10x10 cm

8) 1 marker permanent

9) Câteva ceşti de plastic pentru a ţine apa şi agenţii de pătare

10) Câteva farfurii de plastic pentru a pune materialele pe ele atunci când se efectuează testarea materialelor

11) Adeziv pentru hârtie şi foarfecă

IV.3. MOD DE LUCRU:

Veţi testa o serie de materiale, începând cu cele obişnuite şi continuând cu cele mai avansate. Când testaţi materialele cu apă sau cu alte lichide/solide, puneţi materialul pe o farfurie de plastic pentru a colecta apa în mod îngrijit. Aruncaţi apa colectată între testări!

1. Înţelegerea proprietăţilor suprafeţelor: suprafeţe hidrofile şi suprafeţe hidrofobe

Luaţi cele trei suprafeţe pentru testare: o lamelă de sticlă, o folie de plastic şi un filtru de hârtie. Puneţi câteva picături de apă pe fiecare material şi notaţi-vă observaţiile în tabelul din pagina următoare. Clasificaţi materialele ca hidrofile sau hidrofobe, bazându-vă pe observaţiile voastre vizuale (completaţi tabelul)

Materialul

Hidrofil sau Hidrofob?

Observaţii

Sticla

hidrofob

Apa se intinde

Plastic

hidrofob

Apa stă sub forma de biluţe

Filtru de hârtie

hidrofil

Apa este absorbită.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Î1. Hârtia de filtru s-a comportat ca celelalte materiale? Dacă nu, de ce?

R: Hârtia de filtru a absorbit apa, spre deosebire de celelalte materiale.

Î2. Puneţi în ordine hârtia de filtru, plastic şi sticlă, începând de la cel mai hidrofil până la cel mai hidrofob, bazându-vă pe observaţiile voastre vizuale

R: Hârtia de filtru -> material plastic -> sticlă.

 

 

Foarte hidrofil .................................................... Foarte hidrofob

Î3. Aţi defini vreunul din materialele testate până acum ca fiind “ foarte hidrofob”?

R: Da: sticla.

2. Analiza nanomaterialelor naturale: frunza de Lotus (sau nasturtium/ năsturel)

Pasul 1

- Puneţi pe o farfurie de plastic o frunză dintr-o plantă obişnuită (de exemplu iedera). Dacă aveţi mai multe, testaţi-le pe rand.

- Turnaţi puţină apă pe fiecare frunză şi observaţi cum se rostogoleşte apa pe suprafaţa ei. Ar fi bine să folosiţi o găleată sau alt container pentru a colecta apa. Să aveţi la îndemână şi un prosop de hârtie.

 

 

 

- Î4: Picăturile de apă umezesc suprafaţa frunzei (adică, mai ramâne apă pe frunze odată ce nu mai turnaţi apă)? Daţi un răspuns pentru fiecare tip de frunză pe care aţi testat-o.

-R: Picăturile de apă umezesc suprafaţa frunzei. Frunza rămâne udă.

- Î5: Picăturile de apă se rostogolesc sau alunecă pe frunză?

-R: Picăturile de apă alunecă pe frunză.

PASUL 2

- Acum puneţi o frunză de lotus sau de nasturtium (sau o bucată din ea) într-o altă farfurie de plastic (depinde de ce vă pune la dispoziţie profesorul vostru).

- Î6: Picăturile de apă umezesc suprafaţa frunzei (adică, mai este apă pe frunze odată ce nu mai turnaţi apă)? Daţi un răspuns penrtu fiecare tip de frunză pe care aţi testat-o.

-R: Picăturile da apă nu mai umezesc suprafaţa frunzei. Frunza rămâne ca înainte.

- Î7: Picăturile de apă se rostogolesc sau alunecă pe frunză?

-R: Picăturile de apă se rostogolesc pe frunză.

- Î8: Ce se întâmplă dacă puneţi frunza pe orizontală pe bancă şi o stropiţi cu apă?

-R: Picăturile de apă stau pe frunză sub formă de mici biluţe.

- Î9: Puteţi face ca o picătură de apă să rămână nemişcată pe suprafaţa frunzei? Este uşor sau greu? Ce vă spune acest lucru despre proprietăţile suprafeţei frunzei?

-R: Putem face acest lucru. Este insă greu deoarece picătura alunecă pe suprafaţa frunzei.

- Puneţi frunza de lotus sau de nasturtium sub jetul de apă de la robinet.

Î10: Se umezeşte frunza atunci când o puneţi sub jetul de apă?

-R: Nu. Frunza rămâne uscată deoarece picăturile de apă se rostogolesc.

Î11. Frunza de lotus (sau de nasturtium) este mai mult sau mai puţin hidrofobă decât plasticul? Bazaţi-vă pe observaţiile voastre.

-R: Funza de nasturtium este mai hidrofobă decât plasticul.

3. Analiza unui nanomaterial funcţional. În această parte a experimentului veţi analiza un material textil care a fost creat pentru a recrea Lotus Effect® şi care are proprietăţi de autocurăţare

- Luaţi 1 bucată de material Nano-Tex® şi and 1 bucată de material obişnuit de bumbac. Aşezaţi-le pe fiecare pe o farfurie de plastic.

- Turnaţi puţină apă peste ele. Dacă este posibil folosiţi o frunză de lotus sau de nasturtium pentru comparaţie.


 

Î12. Materialul Nano-Tex se comportă ca în cazul Lotus Effect în ceea ce priveşte udarea cu apă?

-R: Da.

- Acum veţi testa materialul Nano-Tex şi îl veţi compara cu un material obişnuit de bumbac şi cu un material făcut din fibre semi-sintetice. Pentru acest lucru aveţi nevoie de 3 bucăţi de material de bumbac, 3 bucăţi de material fabricat din fibre semi-sintetice şi 4 bucăţi de material Nano-Tex® în total (fiecare de aproximativ 10x10 cm).Urmaţi paşii de mai jos.

PASUL 1.

Acum testaţi materialul Nano-Tex® şi comparaţi-l cu un material obişnuit de bumbac şi cu unul fabricat din fibre semi-sintetice. În acest pas folosiţi agenţi de pătare lichizi (Coca-Cola, oţet, ulei, etc)

- Luaţi un pahar din fiecare lichid pe care-l veţi testa (suc, Coca-Cola, oţet sau vin şi ulei):

- Aşezaţi cele 3 bucăţi de materiale diferite în ordinea utmătoare: la stânga cel din bumbac, la mijloc cel din fibre semi-sintetice şi la dreapta materialul Nano-Tex®. Scrieţi pe o bucată de hârtie tipul materialului şi aşezaţi-o sub fiecare material (ca în imaginea de mai jos). Alegeţi ordinea în care veţi testa lichidele şi scrieţi aici:

- Folosind o pipetă, puneţi o picătură din fiecare lichid, ce urmează a fi testat, pe fiecare material. Ar trebui să lăsaţi soluţiile pe cele 3 materiale pentru o perioadă de timp fixă. Indicaţi această perioadă în tabelul de mai jos. Efectuaţi acest test în mod consecutiv, cu un lichid şi un material odată.


- După terminarea perioadei de timp stabilită, îndepărtaţi lichidul de pe material folosind un prosop de hârtie.

Notaţi-vă observaţiile în tabelul dat. Notaţi dacă lichidul a fost absorbit., dacă a rămas pe suprafaţa materialului, dacă a pătat materialul şi dacă aţi putut să-l îndepărtaţi cu un prosop de hârtie. Adăugaţi orice alt comentariu aveţi.

 

 

 

Î13. A existat o diferenţă clară între materialul Nano-Tex® şi alte materiale? Descrieţi.

R: Da. La sfârşit materialul nano-tex a rămas curat.

Î14. Cât de usor a fost să îndepărtaţi petele de lichid de pe materialul Nano-Tex®? Au iesit toate petele de lichid?

R: Toate petele au fost indepartate cu usurinţă de pe materialul Nano-Tex.

PASUL 2

Acum testaţi materialul Nano-Tex® şi comparaţi-l cu un material obişnuit de bumbac şi cu un material din fibre semi-sintetice. În acest pas folosiţi agenţi de pătare solizi (maioneză, muştar, etc).

- Acum testaţi cele trei tipuri de materiale cu agenţii de pătare solizi aleşi: ketchup, muştar, maioneză. Să aveţi puţină hârtie la îndemână.

- Luaţi 3 bucăţi noi de material, câte una pentru fiecare tip. Puneţi puţin din fiecare agent de pătare solid pe fiecare material. Folosiţi o lingură sau o spatulă pentru a pune agentul de pătare solid pe material. Pe o zonă disponibilă marcaţi-l cu un marker permanent (vedeţi Figura).

- Pentru a compara materialele trebuie să stabiliţi o perioadă de timp petru pătare (de exemplu 5 minute)

 

 

 

- După stabilirea timpului (de exemplu 5 minute), îndepărtaţi agentii de pătare solizi de pe materiale, folosind o cârpă udă.

În tabelul de mai jos, notaţi observaţiile voastre cu privire la felul în care sunt pătate materialele de fiecare agent de pătare solid.


Î15. A existat o diferenţă clară între materialul Nano-Tex® şi celelalte materiale? Descrieţi.

R: Da. Materialul s-a curăţat uţor de pete, spre deosebire de celelalte materiale care au rămas pătate.

PASUL 3

Acum testaţi rezistenţa la murdărie a materialul Nano-Tex® şi comparaţi-o cu cea a materialului obişnuit de bumbac şi cu cea a materialului din fibre semi-sintetice. În acest pas se foloseşte pământ organic.

-Luaţi 3 bucăţi noi de material, câte unul de fiecare tip.

- Aşezaţi puţin pământ organic pe mijlocul fiecărei bucăţi, îndoiţi materialul şi frecaţi-l. Apoi deschideţi fiecare bucată de material, îndepărtaţi pământul de pe fiecare şi observaţi.

 

 

 

Î16. S-au murdărit toate materialele? În acelaşi fel? Descrieţi.

R: S-au murdărit toate materialele dar nu în acelaşi fel.

- Acum încercaţi să curăţaţi cu mâinile materialele folosite în PASUL 3.

Î17: Aţi putut să curăţaţi materialele? Există o diferenţă clară între ele? Descrieţi.

R: Nu am putut curaţa toate materialele. Materialul de bumbac şi cel din amestec de bumbac şi poliester au ramas cu mici pete vizibile.

Î18. A existat vreun material care a putut fi curăat total şi să pară ca nou?

R: Da. Materialul Nano Tex a putut fi curăţat de toate petele ajungând la final, dupa ce am parcurs toţi paşii, ca nou.

Î19. Există vreun tip de pată (sau mai multe) care n-a ieşit de pe eşantioanele Nano-Tex®? Care? De ce crtedeţi că se întâmplă asta?

R: Nu. Materialul Nano-Tex a a putut fi curăţat dupa fiecare pas, arătând ca nou.

 

Ultima actualizare în Miercuri, 08 Iunie 2011 22:25
 

Adaugă comentariu


Codul de securitate
Actualizează

Revista cu ISSN

Invatarea in ora de filosofie

ÎNVĂȚAREA ÎN ORA DE FILOSOFIE Prof. Ioana-Maria Judele Colegiul de Știinte ale Naturii « Emil Racoviță » Brașov Articolul analizează învăţarea şcolară din...

Read more

Mecanisme de asigurare a calitatii la ni…

MECANISME DE ASIGURARE A CALITATII LA NIVELUL SCOLII   La nivelul fiecarei organizatii furnizoare de educatie din Romania se infiinteaza Comisia pentru evaluarea si asigurarea calitatii.  Organizatia furnizoare de educatie elaboreaza si adopta...

Read more

Ordin masuri tranzitorii in sistemul nat…

Ordin privind modificarea anexei nr.1 la Ordinul ministrului educatiei, cercetarii, tineretului si sportului nr. 3.753/2011 privind aprobarea unor masuri tranzitorii in sistemul national de invatamant

Read more

Planificare model pentru abilitati pract…

Planificare model pentru abilitati practice invatamant primar   Incepand cu anul scolar 2011-2012, Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului a oferit pentru prima data tuturor cadrelor didactice modele de planificari calendaristice. Iata...

Read more

Satisfactia fata de viata a elevilor la …

SATISFACȚIA FAȚA DE VIAȚĂ A ELEVILOR DE LA ȘCOALA SANITARĂ POSTLICEALĂ ”CAROL DAVILA” PETROȘANI   Prof. Bălan Anca Școala Sanitară Postliceală ”Carol Davila ” Petroșani   În lumina cercetărilor efectuate pe tema calității vieții în...

Read more

Asigurarea si managementul calitatii in …

ASIGURAREA ŞI MANAGEMENTUL CALITĂŢII ÎN SISTEMUL EDUCAŢIONAL ROMÂNESC   Mihai Ștefania – Monica Școala cu clasele I – VIII Vitănești, Județul Teleorman     Calitatea în educaţie înseamnă asigurarea pentru fiecare educabil a condiţiilor pentru cea...

Read more

Metode interactive pentru un invatamant …

METODE INTERACTIVE PENTRU UN ÎNVĂŢĂMÂNT EFICIENT   Prof. Gabriela Gorgan, Şcoala Gimnazială Petriş, jud. Bistriţa Năsăud   MOTTO: « Dacă îmi spui o să uit, dacă îmi arăţi o să ţin minte, dar dacă mă implici o...

Read more

Alimentatie pentru sanatate si longevita…

ALIMENTAŢIE PENTRU SĂNĂTATE ŞI LONGEVITATE Prof. Daniela Surlaru Colegiul Agricol “Dr. C. Angelescu” Buzău Hrana stă la baza vieţii. Este factor...

Read more