Слайд 2
Актуальность исследования
Одно из направлений в нанотехнологиях создание
супергидрофобных материалов.
«Эффект лотоса» или супергидрофобность поверхности в природе
явление не уникальное и свойственно многим растениям или насекомым. Хотя «эффект лотоса» в природе наблюдался давно, систематическое исследование этого явления учеными началось чуть более 10 лет назад, а получать самые разные материалы, обладающие супергидрофобностью, стало возможным лишь в связи с получением наноматериалов и развитием нано- и микротехнологий. Чем лучше человечество исследовало супергидрофобные материалы, тем очевиднее становились преимущества использования таких материалов в быту и в технологии.
В настоящий момент развивается несколько востребованных областей использования супергидрофобных материалов, и это уже даёт колоссальный экономический эффект. Нанотехнологии являются ключевым фактором для создания новых супергидрофобных покрытий.
Слайд 3
Проблема исследования
Выяснить физические основы создания супергидрофобных материалов и
получить представление о том, какую пользу они могут принести
как в быту, так и на производстве.
Цель исследования:
Рассмотрение теоретических основ создания супергидрофобных материалов и выяснение практической значимости создания таких материалов.
Слайд 4
Задачи исследования
Изучить теоретический материал о супергидрофобных материалах с
помощью образовательных ресурсов онлайн-платформы «Стемфорд».
Испытать экспериментальным путем эффективность супергидрофобных
покрытий на примере водоотталкивающего спрея.
Представить проект на школьной научно-практической конференции.
Слайд 5
Объект исследования:
существующие нанотехнологии получения супергидрофобных материалов.
Предмет исследования:
супергидрофобные покрытия.
Гипотеза исследования
Создание супергидрофобных материалов – одно из прорывных
направлений развития нанотехнологий, востребованное в современном мире.
Слайд 6
Методы исследования
Анализ образовательных и информационных ресурсов по направлению
исследования.
Проведение экспериментов, исследований.
Обработка и анализ полученных экспериментальных данных.
Теоретическое обобщение.
Слайд 7
Практическая значимость исследовательской работы
В работе исследуется одно из
самых востребованных направлений развития нанотехнологий – создание супергидрофобных покрытий.
Разработка и производство устойчивых к загрязнению и самоочищающихся поверхностей находят всё более широкое распространение и применение в строительной, автомобильной, обувной промышленности, авиации, электроэнергетике.
Слайд 8
Многие, наверное, слышали поговорку «как с гуся вода».
Своим происхождением она обязана особой жирной смазке, покрывающей перья
водоплавающих птиц, что позволяет каплям воды свободно стекать с перьев и выходить им из воды сухими.
Глава 1. Теоретическая часть. Супергидрофобные материалы
Слайд 30
Условия создания несмачиваемых материалов
Слайд 33
Супергидрофобность на наноструктурированных покрытиях выше, чем на микрострктурированных.
А самых высоких показателей супергидрофобности (краевые углы вплоть до
180°) можно достичь только при иерархической структуре.
Слайд 40
Примеры литографических методов получения материалов с упорядоченной структурой
Слайд 42
Ученые в настоящее время разработали и производят устойчивые
к загрязнению и самоочищающиеся поверхности в:
строительной промышленности,
автомобильной промышленности,
обувной промышленности,
авиации,
электроэнергетике.
Слайд 43
Уже производятся созданные на основе «эффекта лотоса» керамические
плитки для облицовки зданий и фасадные краски с наночастицами.
Для того, чтобы дочиста вымыть здание, покрытое таким способом, моющие средства не понадобятся. Достаточно простой воды, которая унесет с собой всю грязь.
Слайд 44
Американская фирма General Motors использует новую краску для
автомобилей, обладающую самоочищающим эффектом. Сильнозагрязненную поверхность машины достаточно полить
водой. Легковые автомобили Mersedes Benz с инновационным лакокрасочным покрытием на основе нонотехнологий отмечены наградой на специализированной выставке Automechanika как самые легкомоющиеся автомобили.
Слайд 45
Разработано самоочищающееся ветровое стекло, внешняя поверхность которого покрыта
микроворсинками. На таком стекле «дворникам» делать нечего. Совсем скоро
появятся диски для колес автомобилей с «эффектом лотоса». В любую погоду они будут оставаться чистыми.
Слайд 46
Водоотталкивающие спреи для обуви предохраняют нашу обувь от
грязи и влаги.
Слайд 47
Противообледенительная обработка самолёта в аэропорту Шереметьево
Слайд 48
Очень важное направление применения «эффекта лотоса» в электроэнергетике
борьба с налипанием снега и льда на электропровода.
Российские ученые в деле спасения линий электропередач больше надеются именно на этот эффект
Слайд 49
Глава 2. Экспериментальная часть. Проверка гидрофобности
наноспрея.
Слайд 50
Nano4U это спрей, созданный в Германии, изготовленный
в Финляндии, с использованием последних разработок ведущих немецких ученых
в области нанотехнологий, который защитит обувь надолго и сэкономит время и деньги на уход за обувью из любых материалов: замша, нубук, текстиль, кожа, хлопок, деликатная ткань. Спрей также применим к защите одежды. Супер тонкий спрея отталкивает воду и другие загрязнители, что позволяет избавляться от грязи за секунды. Тысячи покупателей в России и Европе выбрали и оценили Nano4U, ведь его стоимость легко покрывает затраты на уход за обувью и сохраняет её износостойкость на долгие годы.
Слайд 53
Водоотталкивающая пропитка для кожи и замши «Дивидик» российского
производства
ООО «Аэрозоль Новомосковск»
Слайд 54
Опыт 1.
Лист блокнота, обработанный спреем
Слайд 55
Опыт 2.
Салфетка, обработанная спреем
Слайд 57
Обработанный спреем ботинок
Необработанный ботинок
Вывод: наноспреи для обуви действительно
обладают хорошими гидрофобными свойствами.
Слайд 58
Итак, я выяснил самое важное о несмачиваемых материалах
и их свойствах, и получил представление о том, какую
пользу они могут принести как в быту, так и на производстве.
Слайд 59
Результаты работы над учебным проектом:
1. Освоил работу на онлайн-платформе
«Стемфорд», позволяющей погрузиться в мир нанотехнологий, заниматься исследованием нанообъектов,
изучением их удивительных свойств и поиском их полезного применения.
2. Изучил теоретический материал по заинтересовавшему меня направлению и выяснил физическую природу супергидрофобности материалов.
3. Апробировал на практике гидрофобные свойства водоотталкивающего наноспрея для обуви и убедился в его эффективности.
4. Планирую продолжать работу на онлайн-платформе «Стемфорд», принять участие в одном из сетевых проектов «Эффект лотоса» в технопроектировании» и научиться применять в исследовательской деятельности метод кейсов.
