Поздравление Деду Морозу 2015

advertisement
I Всероссийская (VIII Региональная)
научная конференция учащихся
Секция: химия
Исследовательский проект на тему:
«Получение наноструктурных частиц и их
многофункциональное использование»
Пилипенко Маргарита
МАОУ «Гимназия №77», 11 «А» класс, г. Набережные Челны
Руководители: Ильясова Лайсира
Бариевна,
учитель
МАОУ
«Гимназия №77»
Яковлева Любовь Григорьевна,
методист МАОУ ДОД «ДЭБЦ №4»
Набережные Челны, 2015
Оглавление
Введение ................................................................................................................... 3
Глава I. Наноструктурное вещество (магнитная жидкость) ............................... 5
1.1. Определение понятия «ферромагнитная жидкость» ................................. 5
1.2. История возникновения понятия «магнитная жидкость» ........................ 5
1.3. Способы получения магнитных жидкостей ............................................... 7
1.3.1. Приготовление магнитных коллоидов методом уменьшения размера
частиц ....................................................................................................................... 7
1.3.2. Метод химического осаждения ................................................................... 7
1.4. Области применения магнитной жидкости ................................................ 9
1.4.1. Технические устройства с магнитной жидкости ....................................... 9
Глава II. Материалы и методика .......................................................................... 11
2.1.Организация условий для получения магнитной жидкости ................... 11
2.2. Методика получения магнитной жидкости.............................................. 12
2.3. Опыты с магнитной жидкостью ................................................................ 16
2.3.1. Опыт №1. Взаимодействие магнитной жидкости с магнитным полем . 16
2.3.2. Опыт №2. Удаление нефти с поверхности воды ..................................... 18
2.3.3. Опыт №3. Эффект Тиндаля ........................................................................ 20
2.3.4.Опыт №4. Растворение магнитной жидкости в кислотах ........................ 20
2.4. Подготовка видеофильма «Получение наноструктурных частиц и их
использование»................................................................................................... 22
Заключение ............................................................................................................ 23
Библиографический список использованной литературы ................................ 24
Приложение 1……………………………………………………………………28
2
Введение
В последние годы в заголовках газет и журнальных статей все чаще
встречаются слова, начинающиеся с приставки «нано».
По радио и
телевидению практически ежедневно нам сообщают о перспективах развития
нанотехнологий и первых полученных результатах. Так, Нобелевская премия
2010 года по физике присуждена А. Гейму и К. Новоселову за создание
графена,
который
считается
перспективным
материалом
для
наноэлектроники.
Магнитные
наноматериалы,
к
которым
относятся
магнитные
нанопорошки, молекулярные магниты, магнитные жидкости, обладают
огромным потенциалом и несут в себе если не технологическую революцию,
то множество важных фундаментальных открытий и перспективных
технологических применений.
По мере изучения всего многообразия физико-химических свойств и
поведения наноструктурных частиц при изменении внешних факторов спектр
их практического применения в различных областях науки и техники
расширяется, а потребность в них всё больше возрастает[3].
Реализация данного проекта направлена на поиск доступных и простых
способов получения веществ, состоящих из частиц наноразмеров.
Цель проекта: получение и стабилизация наноструктурных частиц
(магнитной жидкости) в школьной химической лаборатории и выявление
возможности использования их свойств.
Задачи:
1. Изучить, сопоставить, систематизировать и обобщить материал из
разных литературных источников о наноструктурных частицах,
теории и практики их получения и применения;
3
2. Провести опытно-экспериментальную работу по получению
наноструктурных частиц (магнитной жидкости);
3. Выявить возможности использования их свойств.
4. Подготовить видеофильм «Получение наноструктурных частиц и
их использование».
Методы проведения практической работы в рамках проекта:
эксперимент с использованием метода
химической конденсации
высокодисперсного магнетита, предложенный В. С. Элмором (1938),
наблюдение, сравнение, анализ.
Объектом исследования является наноструктурное вещество (магнитная
жидкость).
Предмет исследования: процесс получения наноструктурных частиц
(магнитной жидкости) и их многофункциональное использование.
Практическая
значимость:
Собранный
материал
может
быть
использован учителями при проведении опытно-экспериментальных работ с
учащимися в программе спецкурса естественно - научных дисциплин, а
также при подготовке научно-исследовательских работ.
4
Глава I. Наноструктурное вещество (магнитная жидкость)
1.1. Определение понятия «ферромагнитная жидкость»
Ферромагнитная жидкость (ФМЖ, магни́тная жи́дкость, феррофлюид)
представляют
собой
коллоидные
системы,
состоящие
из ферромагнитных или ферримагнитных частиц нанометровых размеров,
находящихся во взвешенном состоянии в несущей жидкости, в качестве
которой
обычно
выступает органический
растворитель или вода.
Для
обеспечения устойчивости такой жидкости ферромагнитные частицы
связываются
с поверхностно-активным
веществом (ПАВ),
образующим
защитную оболочку вокруг частиц и препятствующем их слипанию изза Ван-дер-Ваальсовых или магнитных сил. В качестве магнитной фазы в них
используют частицы магнетита Fe3O4 или ферриты, то есть химические
соединения оксида железа Fe2O3 с оксидами других металлов. Несмотря на
название, ферромагнитные жидкости не проявляют ферромагнитных свойств,
поскольку не сохраняют остаточной намагниченности после исчезновения
внешнего магнитного поля. На самом деле ферромагнитные жидкости
являются парамагнетиками и их часто называют «суперпарамагнетиками» изза высокой магнитной восприимчивости. [1,34]
1.2. История возникновения понятия «магнитная жидкость»
Термин
«магнитная
жидкость»
был
предложен
Пейпеллом
из
Национального управления воздухоплавания и астронавтики (НАСА, США)
в середине 1960-х годов; впоследствии он прочно вошел в мировую
практику. Он разработал и запатентовал принципиально новую среду. Это
обеспечило решением проблем, возникших перед реализацией проекта
«Аполлон» с первым в истории полетом человека на Луну. Например,
создание
абсолютно
надежных
герметизаторов
между
подвижными
элементами космических скафандров, разработка способов подачи жидкого
ракетного топлива по трубопроводам. Методика ее получения оказалась
несложной и сводилась к следующим операциям. Известный своими
5
свойствами
магнетит
в
течение
длительного
времени
подвергали
измельчению до частиц субмикроскопических размеров, к ним прибавляли
ПАВ, затем диспергировали в жидкой основе и получили в результате
дисперсную систему с высокой устойчивостью, т.е. магнитную жидкость[7].
Скорее, было бы неверно рассматривать выше разработку как отправной
момент в истории магнитных жидкостей. Несколько ранее Симоиидзака и
сотрудник из Университета Тохоку (Япония) сообщили на конференции о
создании жидкости, которая притягивается магнитом. Надо отметить, что сам
принцип
приготовления
коллоидных
растворов,
содержащих
ультрамикроскопические магнитные частицы, был известен химикам еще в
начале 1930-х годов. Примерно тогда же Хамос и Тиссен использовали
коллоидные растворы с такими же частицами для выявления однодоменных
структур в ферромагнетиках. Однако у ученых получались жидкости с очень
малым содержанием магнитных частиц, используя мыло, как источник ПАВ,
поэтому притяжение таких растворов магнитом было весьма слабым. Исходя
из
этого,
именно
намагничиваемость
коллоидных
растворов
экспериментаторы тех лет отодвигали «на второй план». Важнейшая заслуга
Пейпелла состоит в том, что он впервые использовал эффективные ПАВ, что
позволило приготовить коллоидные растворы с очень высоким содержанием
частиц, и, следовательно, сильным взаимодействием с магнитным полем.
Р. Кайзер усовершенствовал описанный процесс и получил магнитные
жидкости на воде, органических основах (в том числе ароматических
углеводородах) и эфирах. [8]
В
СССР
родоначальником
магнитожидкостных
технологий
был
Дмитрий Васильевич Орлов. В 1965 году по инициативе профессора Орлова
и под его руководством в Ивановском энергетическом институте начались
работы по созданию магнитных жидкостей и герметизирующих устройств на
их основе.
6
В настоящее время магнитные
большинстве развитых стран мира.
жидкости
активно
изучают
в
1.3. Способы получения магнитных жидкостей
Существуют два основных метода приготовления магнитных коллоидов:

метод уменьшения размера частиц (дисперсионный метод);
 метод химического осаждения, т. е. получение мелких частиц из
крупных и конденсация непосредственно в растворе.
1.3.1. Приготовление магнитных коллоидов методом уменьшения
размера частиц
Этот метод впервые реализовал Пейпелл (1965 г.), хотя основные
материалы и оборудованиие давно известны. «Секрет» процесса состоит в
смачивании промола в присутствии ПАВ (размалывающей присадки) в
течение длительных промежутков времени (
). Магнитный
порошок (чаще всего магнетит) из частиц в несколько микрон смешивается с
растворителем и поверхностно-активным диспергирующим веществом.
Отношение диспергатора к твердому материлу тесно связано с величиной
молекулярного
слоя
на
частицах
конечного
продукта.
В
процессе
автоматически получаются частицы со средним размером около 10 нм[1,45].
1.3.2. Метод химического осаждения
Существуют
множество
химических
способов
приготовления
ферромагнитных жидкостей. В этом разделе описываются два типичных
способа:
1) Осаждение магнетика со стерической стабелизацией
В методе, предложенным Халафаллой и Реймсором из U. S. Bureau of
Mines, используется следующая суммарная стехиометрическая реакция:
5NaOH+2 FeСl3+ FeСl2 = FeO• Fe 2O3 + 5NaCl+4H2O
Осаждение магнитных частиц может быть вызвано гидроокисью
аммония; осаждение окиси железа – обычная процедура в мокром
7
химическом анализе. Чтобы добиться получения мелких частиц коллоидного
размера, в процесс включается стадия пептизации, в которой частицы
переносятся из водной среды в органическую, содержащую диспергирующее
вещество. В производстве красок эта операция называется промывкой. Далее
дисперсная смесь частиц и органической основы магнитным способом
отделяется от водно- солевого остатка, фильтруется и разбавляется
растворителем до необходимой концентрации[9].
2) Стабилизация частиц зарядом
Р. Массарт в 1981 году описал способ приготовления магнитной
жидкости на воде без использования стабилизирующего органического
вещества. Водная смесь треххлористого и двухлористого железа добавлялась
к раствору аммиака; в результате выпадал желатиноподобный осадок. Осадок
механически отделялся от раствора и далее использовался одним из двух
способов. Пептизацией осадка водной гидроокисью тетраметиламмония
приготовлялась магнитная жидкость на основе щелочи. Перемешиванием
осадка с водным раствором перхлорной кислоты получали кислую золь,
которую далее подвергали центрифугированию. Пептизация производилась
простым добавлением воды. Предполагается, что отрицательные заряды
коллоидов в щелочном растворе и положительные заряды коллоидов в
кислой среде являются следствием адсорбции ионов
соответственно.
Устойчивость
электростатистечкого
коллоидов
отталкивания
магнитных
и
появляется
частиц.
из-за
Коллоиды
с
показателем pH от 5 до 9 коагулируют из-за недостаточного поверхностного
заряда. В этом диапазоне pH невозможно создать устойчивые водные золи
без ПАВ. Средний размер частиц равен 12 нм[10].
Химические методы предпочтительнее механических: они более
быстрые, необходимое время исчесляется минутами или часами вместо
недель и месяцев, они могут быть дешевле, но эти методы ограничены лишь
8
некоторым числом соединений. Специальные жидкости изготовляются
преимущественно дисперсионным методом.
1.4. Области применения магнитной жидкости
1.4.1. Технические устройства с магнитной жидкостью
Возможность удерживать неоднородным магнитным полем объем
магнитной жидкости, на которую действует сторонняя сила, в узком
кольцевом зазоре между валом и корпусом машины заложена в основу
магнитножидкостных герметизаторов. Магнитожидкостные герметизаторы
нашли применение также в ядерной технике и ускорителях заряженных
частиц. Отметим, что магнитные жидкости в таких установках могут
использоваться и для защиты отдельных узлов от попадания в них пыли,
песка и других немагнитных тел, которые «выдавливаются» неоднородным
магнитным полем на поверхность магнитной жидкости.
Магнитная жидкость обладает удивительным свойством. В ней, как и в
любой жидкости, плавают тела менее плотные и тонут тела более плотные,
чем она сама. Но если приложить к ней магнитное поле, то утонувшие тела
начинают всплывать. Причем чем сильнее поле, тем более тяжелые тела
поднимаются на поверхность. Прикладывая различное по напряженности
магнитное поле, можно заставлять всплывать тела с какой-то заданной
плотностью. Это свойство магнитной жидкости применяют сейчас для
обогащения руды. Ее топят в магнитной жидкости, а затем нарастающим
магнитным полем заставляют всплывать сначала пустую породу, а затем уже
и тяжелые куски руды. По такому принципу работает такое техническое
устройство,
как
феррогидростатистический
сепаратор
немагнитных
материалов[8].
Возможность удерживать магнитную жидкость в области сильного
магнитного
поля
используется
также
для
улучшения
акустических
характеристик электродинамических громкоговорителей средней мощности.
Магнитная
жидкость
препятствует
9
загрязнению
рабочего
зазора
и
демпфирует нежелательные вибрации акустического элемента, что приводит
к снижению уровня основного резонансного возбуждения на низких
частотах, также она отводит тепло, выделяющаяся в звуковой катушке, что
позволяет повысить допустимые нагрузки[11].
Как и в магнитножидкостных герметизаторах, в печатающих аппаратах на
магнитную жидкость воздействуют неоднородным магнитным полем.
Способ «рисования» каждой буквы капельками жидкостями, вылетающими
из сопла диаметром 1-2 мм, известен из точечной технологии нанесения букв
на бумагу с помощью электромеханических устройств. В краску вносится
немного магнитной жидкости, и такая краска выбрызгивается тонкой
струйкой на протягиваемую перед ней бумагу. Если струю ничем не
отклонять, то будет начерчена линия. Но на пути струйки поставлены
электромагниты,
подобно
отклоняющим
электромагнитам
кинескопа
телевизора. Роль потока электронов здесь играет тонкая струйка краски с
магнитной жидкостью – ее-то и отклоняют электромагниты, и на бумаге
остаются буквы, графики, рисунки.
демпферов
прост
дисперсируется
–
благодаря
кинетическая
Принцип действия жидкостных
внутреннему
энергия
трению
нежелательных
в
жидкости
механических
перемещений и колебаний. Два свойства магнитной жидкости обусловили ее
успешное использование в демпферах вращательных колебаний. Прежде
всего – это «всплывание» в магнитной жидкости над немагнитной стенкой
твердого тела, которое обладает собственным магнитным моментом. Вовторых, при производстве магнитных жидкостей легко регулировать их
намагниченность
характеристики
и
вязкость,
устройства.
которые
Эти
влияют
свойства
магнитожидкостных инерционных демпферах.
на
успешно
демпфирующие
используются
в
В аппаратах для очистки
вод, загрязненных нефтепродуктами, используется силовое взаимодействие
магнитной жидкости и неоднородного магнитного поля. Область применения
этих аппаратов довольно обширна, от очистки трюмных и балластных вод на
танкерах до сбора нефти на поверхности водоемов[12].
10
Глава II. Материалы и методика
2.1.Организация условий для получения магнитной жидкости
Для
получения
лаборатории
магнитной
использовался
жидкости
метод
в
школьной
химической
химической
конденсации
высокодисперсного магнетита, в основе которого лежит реакция солей
железа (II) и (III) в щелочной среде:
+ 2Fe
·6 + 8N
· →
+ 6N
Cl +
+ 20
Для этого использовали следующее оборудование и химическую посуду:
1. Электронные весы.
2. Две колбы (с круглым или плоским дном).
3. Химический стакан.
4. Фильтровальную бумагу и воронку.
5. Достаточно сильный магнит, желательно кольцевой (из динамика).
6. Небольшую (лабораторную) электроплитку.
7. Фарфоровый стаканчик на 150–200 мл.
8. Термометр с диапазоном измерения температуры до 100°С.
9. Индикаторную бумагу.
Кроме того, необходимы следующие реагенты:
1. Fe
- 24 грамма;
2.
- 12 грамма;
3. 130 мл аммиачной воды 25%-ной концентрации (нашатырный спирт);
4. Дистиллированная вода;
5. Моющее средство как источник натриевой соли олеиновой кислоты
(олеиновое мыло) в качестве ПАВ.
11
2.2. Методика получения магнитной жидкости
1. В 500 мл дистиллированной воды растворили хлорид железа (III) и
сульфат железа (II) при слабом подогреве и помешивании (Рис.1).
2. Полученный раствор отфильтровали на воронке в другую колбу через
фильтровальную бумагу для отделения механических примесей (Рис.2).
Рис.1.Получение р-ра FeCl3 и FeSO4
Рис. 2. Фильтрование
3. В первую колбу, предварительно промыв её водой, залили 130 мл
аммиачной воды (Рис.3.).
4. Тонкой струёй влили из второй колбы отфильтрованный раствор в
первую, содержащую аммиачную воду, и интенсивно взболтали её.
Коричневато-оранжевый раствор мгновенно превратится в суспензию
чёрного цвета (Рис.4.).
Рис.3.
Добавление
аммиачной воды
12
раствора
Рис.4. Тонкой струёй влили из второй
колбы отфильтрованный раствор в
первую
5. Долили немного дистиллированной воды и поставили
колбу с
образовавшейся смесью на постоянный магнит на полчаса (Рис.5,6).
Рис.5.6. Осаждение магнитных частиц
6. После того, как образовавшиеся частицы магнетита под действием сил
магнитного поля выпали на дно колбы, осторожно слили около двух третей
раствора, удерживая осадок магнитом, и снова залили
в колбу
дистиллированную воду. Хорошенько её взболтали и опять поставили на
магнит. Операцию повторяли до тех пор, пока pH раствора не достигла 7.5–
8.5(Рис.7,8,9).
13
Рис.7,8,9. Регуляция кислотности
7. После того, как последней промывной раствор на две трети слит,
загущённую суспензию отфильтровали через бумажный фильтр на воронке
(Рис.10,11).
Рис .10,11. Удаление лишней жидкости
8. Полученный осадок смешали с 7.5 грамма «Fairy». Нагревали полученную
смесь в течение часа (t=80°С), хорошо перемешивая (Рис.12,13).
Рис.12. Добавление «Fairy»
14
Рис.13. Перемешивание смеси при подогреве
9. Полученную «патоку» чёрного цвета охладили до комнатной температуры.
Долили 50–60 мл дистиллированной воды и тщательно размешали
получившуюся коллоидную систему (Рис.14).
10. Ещё раз поставили стаканчик с ней на кольцевой магнит на час (Рис.15).
Рис.14. Охлаждение
Рис.15. Установка на кольцевой магнит
Для хранения жидкости мы перелили ее в светонепроницаемую тару.
15
2.3. Опыты с магнитной жидкостью
2.3.1. Опыт №1. Взаимодействие магнитной жидкости с магнитным
полем
1) Наблюдение на микроскопическом уровне
Известно, что магнитные жидкости уникальны тем, что высокая
текучесть сочетается в них с высокой намагниченностью – в десятки тысяч раз
большей, чем у обычных жидкостей. Это связано с тем, что в обычную
жидкость внедряется огромное количество мелких сферических частиц,
которые представляют собой миниатюрные постоянные магниты.
Целью этого опыта является наблюдение поведения сферических магнитных
частиц в отсутствии и при наличии внешнего поля.
Оборудования:
микроскоп, предметный
столик, магнитная жидкость,
постоянный магнит
Ход работы:
1) Нанесли пару капель жидкости на предметное стекло.
2) Поместили предметный столик под увеличительное стекло микроскопа,
предварительно настроив на хорошую освещаемость.
3) Посмотрели в микроскоп на жидкость, а потом поднесли магнит, и
взглянули в микроскоп еще раз (Рис.16,17).
Наши наблюдения:
Рис.16, 17. Вид жидкости под микроскопом
В первом случае заметно, что каждая частица покрыта тонким слоем
защитной оболочки, что предотвращает слипание частиц, а тепловое
16
движение разбрасывает их по всему объему жидкости. В таком состоянии
они образуют так называемые кластеры.
Во втором случае видно, что кластеры образовали цепочки, которые
направлены вдоль магнитных линий созданного вокруг них поля. То есть
внешнее магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц.
2) Наблюдение невооруженным глазом
Проявление ферромагнетических свойств жидкости можно понаблюдать
на следующем опыте. При поднесении магнита с внешней стороны
стеклянной пробирки, жидкость начала притягиваться к жидкости и ползет
по направлению магнита (Рис.18).
Рис.18. Проявление ферромагнетических свойств жидкости
Если жидкость налить в чашку Петри и держать магнит снизу, то
жидкость образует выпуклый бугорок (Рис.19).
Рис.19. Образование выпуклого бугорока
17
При помещении тонкого слоя магнитной жидкости на кольцевой магнит
из динамика, становится видно распределение жидкости невооруженным
глазом, образуются цепочки, которые направлены вдоль магнитных линий.
Таким образом, можно наглядно увидеть, что силовые линии направлены
в сторону сгущения жидкости, значит, чашка Петри находится на южном
полюсе магнита (Рис.20).
Рис.20. Направление силовых линий в сторону сгущения жидкости
2.3.2. Опыт №2. Удаление нефти с поверхности воды
Данный опыт в миниатюре демонстрирует применение магнитных
жидкостей для сбора нефти и нефтепродуктов. Для этого в чашку Петри
налили немного воды и тонкий слой нефти (Рис.21).
Рис.21. Удаление нефти с поверхности воды
Далее капнули магнитную жидкость. Нефть растворилась в жидкости.
Собрали все сгустки в одну, и опустили магнит в воду (Рис.22,23).
18
Рис.22,23 Сбор сгустков
В момент падения капли магнитной жидкости в нефть происходит
адсорбция молекул соли олеиновой кислоты на поверхности раздела фаз
вода-нефть или вода-воздух. Слой нефти растягивается в кольцо до тех пор
пока силы поверхностного натяжения не разорвут его (Рис.24).
Рис.24. Слой нефти растягивается в кольцо
Магнитная жидкость является растворимой в нефти, а вот в воде она не
растворяется. После перемешивания в нефти содержатся магнитные
наночастицы и она приобретает магнитные свойства. В результате ее можно
собрать с помощью обычного магнита. (Лучше для таких целей использовать
магнитную жидкость на основе керосина, так как в ней нефть будет лучше
растворяться).
19
2.3.3. Опыт №3. Эффект Тиндаля
Известно, что рассеяние света при прохождении светового пучка через
оптически неоднородную среду, именуемый эффектом Тиндаля, также
характерен для растворов коллоидных систем, в которых частицы и
окружающая их среда различаются по показателю преломления. Наша
магнитная жидкость также является коллоидным раствором. Проверим
оптический эффект на опыте.
Для этого нам понадобились две пробирки с дистиллированной водой, в
одной из которых добавлено немного магнитной жидкости.
Пропустили сквозь пробирки луч от лазера (Рис.25).
Рис.25. Эффект Тиндаля
Мы наблюдаем тот самый эффект Тиндаля – рассеяние света
коллоидными частицами, в данном случае частицами магнетита. Если размер
частицы меньше длины полуволны падающего света, то наблюдается
дифракционное рассеяние света. Свет огибает частицы и рассеивается в виде
волн.
2.3.6.Опыт №4. Растворение магнитной жидкости в кислотах
Проведение качественной реакции на трехвалентное железо.
Ход работы:
1. Добавили в пробирку с магнитной жидкостью раствор сильной кислоты
HCl.
2. Нагрели смесь.
3. Прилили в пробирку роданид калия КCNS.
20
Что наблюдали:
Поскольку жидкость – это коллоидный раствор магнетит, постепенно
растворился в сильной кислоте (Рис.29).
Fe3O4 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Рис.29. Растворение магнетита в сильной кислоте
При добавлении роданида калия, образуется вещество красного цвета.
Это – роданид железа(III).
FeCl3 + 3 КCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl
Данная реакция является одной из качественных реакций на ион железа
(III), который присутствовал в магнетите FeO•
(Рис.30).
Рис.30.
Образование
роданида железа.
21
вещества
2.4. Подготовка видеофильма «Получение наноструктурных частиц и их
использование»
В ходе проведения опытно-экспериментальной работы оператором
группы
производилась
съемка
демонстрации
опытов
с
помощью
фотоаппарата «Canon». Для проведения съемки в школьной лаборатории
были созданы все условия:
 подготовлены материалы и реактивы;
 составлен сценарий видеофильма;
 распределены роли среди участников проекта (оператор, исполнитель
роли экспериментатора, звукооператор)
Съемка проводилась отдельными фрагментами, а затем с помощью
компьютерной программы «Windows Movie Maker». После монтажа всего
фильма накладывалась запись голоса.
22
Заключение
В ходе работы над проектом был изучен, систематизирован и обобщен
материал из разных литературных источников о наноструктурных частицах,
теории и практики их получения и применения. Проведена опытноэкспериментальная
работа
по
получению
наноструктурных
частиц
(магнитной жидкости) и выявлены многофункциональные возможности
использования
их
свойств.
Подготовлен
видеофильм
«Получение
наноструктурных частиц и их использование».
На основании результатов, полученных опытным путем, мы пришли к
следующему выводам:
1. Методом химического осаждения в школьной лаборатории, можно
получить наноструктурное вещество (магнитную жидкость).
2. Магнитная жидкость является коллоидным раствором, частицы которого
имеют нанометровые размеры (обычный размер 10 нм или меньше).
3. Ее можно применять в экологических целях: она хорошо растворяется в
нефтепродуктах.
4. В магнитных жидкостях возможно создать силы на расстоянии.
5. Магнитная жидкость теряет свои свойства под действием сильных кислот.
Рекомендации:
1. Соли двухвалентного железа при хранении окисляются, поэтому их
необходимо использовать в избытке.
2. В качестве стабилизатора лучше взять детское мыло без отдушек, моющее
средство «Fairy» или олеат натрия.
3. При проведении экспериментов необходимо соблюдать правила техники
безопасности.
4. Использовать видеофильм в программе спецкурса естественно - научных
дисциплин, а также при подготовке научно-исследовательских работ.
23
Таким образом, реализация цели и задач исследования позволила
продемонстрировать возможность получения наноструктурных частиц в
условиях школьной лаборатории.
Библиографический список использованной литературы
1. Ахметов М.А. Введение в нанотехнологию. Химия. Учебное пособие
для учащихся 10-11 классов средних общеобразовательных
учреждений.СПб:
Образовательный
центр
«Участие»,
Образовательные проекты,2012.-108с.
2. Вертегел А.А. Первые шаги в наномире.// Химия в школе.-2002.-№4.С.7-17.
3. Еремин В.В., Дроздов А.А. Нанохимия и нанотехнологии.-М.:
Дрофа,2009.-112с.
4. МычкоД.И. Графен-перспективный материал
Химия для школьников.- 2011.- №3.- С.15 -18
наноэлектроники.//
5. Озерянский В.А., Клецкий М.Е., Буров О.Н. Познаем наномир.-М.:
Бином,2012.-142с.
6. Разумовская И.В. Нанотехнология.-М.:Дрофа,2009.-224с.
7. Такетоми С., Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Перевод с японского
Овечкина М.К. и Мицкевича А. Д. М.: Мир.,1993.-272с.
8. Розенцвейг Р. Ферро-гидродинамика. М.: Мир, 1989.467с.
9. Фертман В. Е.
Магнитные жидкости. Справочное пособие. Минск:
Высшая школа, 1988.-188с.
10.http://lifecity.com.ua/?l=knowledge&mod=view&id=5081(дата
доступа
05.09.14)
11.http://www.uran.ru/gazetanu/2004/03/nu07/wvmnu_p3_07_032004.htm
(дата доступа 07.09.14)
12.http://thesaurus.rusnano.com/wiki/article13576(дата доступа 10.09.14)
13.http://www.nanometer.ru/2013/01/10/magnitnie_zhidkosti_301807.html
(дата доступа 12.09.14)
24
14.9.http://rsmu.ru/fileadmin/rsmu/img/lf/coboh/educate/pharmaceutics/Colloid
/coll_p10.pdf(дата доступа 12.09.14)
Приложение 1
Видеофильм
«Получение наноструктурных частиц и их использование»
25
Download