Восстановление кристаллов при полной и частичной потере формы
Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Среда» |
Направление работы: Кристаллография
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1557
Email: Написать
Предметы: Физика
Классы: 5 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2021 года
|
Актуальность
Актуальность работы связана с дальнейшими перспективами изучения способности кристаллов к самовосстановлению, в том числе способности самовосстановления кристаллов более сложных соединений, например белков.
Цель
Узнать, сможет ли кристалл восстановиться после повреждений различной степени.
Задачи
1. Вырастить и повредить кристаллы хромокалиевых квасцов.
2. Провести эксперимент по восстановлению поврежденных кристаллов в растворе алюмокалиевых квасцов.
Оснащение и оборудование, использованные при создании работы
- Фильтровальная бумага
- Дистиллированная вода
- Рычажные весы
- Пилка
- Молоточек
- Транспортир
- Линейка
Описание
Данная работа состояла из следующих этапов:
- выращивание кристаллов;
- повреждение выращенных кристаллов;
- восстановление поврежденных кристаллов;
- анализ результатов.
Хромокалиевые и алюмокалиевые квасцы являются изоморфными. Кристаллы этих квасцов имеют форму правильного многогранника – октаэдра. Параметры кристаллической решетки у этих веществ практически совпадают: а = 1,2158 нм для алюмокалиевых и а = 1,2200 нм для хромокалиевых квасцов. Таким образом, кристаллы имеют одинаковую структуру и форму, но разные цвет и прозрачность. Это позволит наблюдать за формированием граней и видеть первоначальную затравку.
1. В насыщенный раствор хромокалиевых квасцов была внесена затравка (крупные и ровные крошечные кристаллы квасцов).
Ёмкости были накрыты бумагой и убраны в тихое место без перепадов температур.
2. Через две недели выросли два одинаковых кристалла. Затем кристаллы были повреждены:
- у первого кристалла была повреждена вершина и грани;
- второй полностью утратил свою форму, так как был опилен в шар.
3. Далее был приготовлен насыщенный раствор алюмокалиевых квасцов, в который были помещены поврежденные кристаллы хромокалиевых квасцов.
- Через три недели оба кристалла начали восстанавливать форму, обрастая тонким прозрачным слоем.
- Через месяц у кристалла № 1 начали формироваться разрушенные вершина и грани. Кристалл № 2 через месяц все еще оставался округлым, но и у него начали формироваться плоские и гладкие стороны.
- Через пять месяцев кристаллы полностью восстановили форму октаэдра.
Результаты работы/выводы
1. Кристаллы способны самовосстанавливаться независимо от степени повреждения.
2. Эксперимент позволяет наглядно продемонстрировать процесс регенерации кристаллов и может служить учебным пособием по физике в средней школе.
3. В случае повреждения кристалла можно сэкономить время и средства, не выбрасывая случайно поврежденный кристалл, а восстанавливая его. Это может быть актуально в ситуациях, когда поврежденный кристалл нет возможности заменить (труднодоступные районы Крайнего Севера, МКС).
Перспективы использования результатов работы
На основе данного проекта планируется начать исследование возможности восстановления кристаллов белков.
Награды/достижения
Детский фестиваль науки на Воробьевых горах «Мир глазами юного исследователя» – победитель.
Мнение автора
«Для меня очень важно участие в конференции «Курчатовский проект», так как оно дает возможность для дальнейшего развития. А победа – это очень престижно. Я хочу продолжить исследования»