Проекты

Исследование нетканых материалов на основе фторопласта

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Материаловедение
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1547
Предметы: Физика, Химия, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года

Актуальность

Нетканые материалы (НМ) широко востребованы практически во всех отраслях экономики. Для каждой отрасли часто требуются материалы с определенными свойствами, которыми не обладают традиционные материалы. Одним из способов получения НМ является метод электроформование, который позволяет получать материалы с различными структурными и физико-механическими параметрами в широком их диапазоне.

Цель

Изучить возможность применения материалов из фторопластов в различных отраслях деятельности человека.

Задачи

  1. Изучить способ получения нетканых материалов с помощью метода электроформования.
  2. Получить нетканые материалы методом электроформования.
  3. Изучить физико-химические свойства полученных материалов.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Микроскоп «Микромед 3 вар.3»
  • Цифровая камеры T
  • Микрометрическая линейка со шкалой деления 0,01 мм
  • Механический микрометр МК 0 – 25 мм
  • Электронные аналитические весы
  • Лабораторный стенд испытания прочности материалов

Описание

Для экспериментов автором был выбран полимер фторопласт, и приготовлены формовочные растворы.

После этого на школьной установке для электроформования автором были получены образцы волокон на стекло из растворов фторопласта. А также микрофотографии, стекол на оптическом микроскопе, при разном увеличении.

Далее автором было произведено измерение диаметра полученных волокон из растворов фторопласта. Для определения среднего значения и стандартного отклонения, которые рассчитывались в программе Microsoft Excel, автором было определено значение диаметра волокон не менее чем для 50 волокон для каждого из образцов.

Для создания объемных материалов школьная лабораторная установка была модифицирована автором.

С помощью модернизированной установки автором были получены объемные капсулы из нетканого материала на основе фторопласта, а затем посчитаны параметры этих капсул.

Результаты работы/выводы

Произведен анализ литературы на тему электроформование из растворов полимеров.

Модифицирована школьная лабораторная установка для получения нетканых волокнистых материалов из растворов полимеров.

Приготовлены опытные полимерные растворы на основе фторопласта Ф-42В.

Подобраны параметры для получения нетканых материалов методом электроформования.

Получены нетканые материалы методом электроформования на основе приготовленных растворов и определены их структурные параметры.

Получены трехмерные нетканые материалы и определены их размерные характеристики.

Определены прочностные характеристики полученных материалов.

Построена калибровочные прямые для дальнейших исследований.

Перспективы использования результатов работы

Проверить возможность использования полученного материала для оптимизации минерального питания растений («капсула роста»).

Провести модельный эксперимент по проверки эффективности работы «капсулы роста».

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИЦ «Курчатовский институт».

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Данная работа была участником Московского городского конкурса исследовательских и проектных работ, а также конференции «Наука для жизни».

Мнение автора

«За один учебный год работы над проектом было проведено много опытов и исследований. Я познакомилась с научными методами, которые применяются для создания и изучения полимерных материалов. Проведенные исследования позволяют лучше разобраться в физических и химических процессах на практике. В следующем году будет продолжена работа над данным проектом. Благодаря Курчатовскому проекту я смогла поработать над этой интересной и актуальной темой, а конференция дала возможность научиться публично выступать, отвечать на научные вопросы, а также познакомиться с другими интересными научными направлениями»