В чём суть эксперимента?

Гвозди будут помещены в различные жидкости на месяц. Данные наблюдений необходимо заносить в таблицу каждую неделю. Анализ полученных данных поможет тебе не только проследить динамику образования ржавчины на разных поверхностях, но и зафиксировать различия в процессе появления коррозии на всех образцах, задействованных в эксперименте. Лучше всего брать гвозди длиной не менее 10 см. Каждому участнику эксперимента потребуется 12 гвоздей, такое количество — оптимальный вариант, позволяющий сравнивать образование коррозии на обычном гвозде и на гвозде, обработанном водоотталкивающим спреем. Во все жидкости потребуется погружать по два гвоздя. Перед началом эксперимента все гвозди необходимо подготовить, удалив с их поверхности остатки машинного масла, которое могло попасть на них при производстве. Кстати, заодно можно узнать технологию производства гвоздей. Для того чтобы обезжирить гвозди, их можно вымыть с мылом, а затем прокипятить в обычной кастрюле минут 10. Остывшие после кипячения гвозди следует поместить в различные контейнеры для проведения эксперимента. Идеально для этого подойдут небольшие (0,5 л) пластиковые бутылки из-под напитков с крышками. Этикетки с бутылок и остатки клея нужно удалить заранее, чтобы ржавчину можно было легко увидеть сквозь пластик. В бутылки нужно налить равные объёмы (0,5 л) различных жидкостей:

• обычную водопроводную воду;

• фильтрованную воду — в две бутылки;

• фильтрованную воду с поваренной солью (чайная ложка мелкой нейодированной поваренной соли);

• фильтрованную воду с содой (чайная ложка соды);

• фильтрованную воду с уксусом (столовая ложка 9% уксуса).

Добавление соли, соды и уксуса создаёт среду разной кислотности (с разным уровнем ph). Таким образом, мы имеем 6 контейнеров для проведения эксперимента. Под шляпками ко всем гвоздям нужно привязать по одинаковой нитке (около 15 см). Это необходимо для того, чтобы раз в неделю можно было вынимать гвозди из контейнеров, не выливая их содержимого, и измерять (фотографировать) появляющуюся коррозию. Одна из бутылок (контейнеров) будет помещена в морозилку. К гвоздям, находящимся в этой бутылке, нитку можно не привязывать, т.к. вынуть их изо льда будет невозможно до конца месяца. На всех контейнерах при помощи малярного скотча и маркера необходимо в соответствии с содержимым бутылок сделать наклейки с надписями «соль», «уксус», «сода», «фильтр. вода», «нефильтр. вода», «лёд».

Что понадобится для исследования?

• Гвозди — 12 шт.;

• Прозрачные бутылки — 6 шт.;

• Сода;

• Уксус;

• Соль;

• Нитка;

• Фильтрованная и нефильтрованная вода — по 2 литра;

• Лупа;

• Водоотталкивающий спрей «Collonil», создающий нанопокрытие, или аналогичный продукт, представленный на рынке.

Все бутылки, кроме «замороженной», могут храниться при комнатной температуре, но в одном месте — для того, чтобы обеспечить равные условия попадания на них света. В конце каждой недели гвозди из всех бутылок необходимо вынимать за концы ниток, которые остаются снаружи закрытых пробками бутылок. Чтобы провести измерение пятен ржавчины (если они появились) и сфотографировать их в режиме макросъёмки, нужно положить гвозди на лист белой бумаги под ровный, достаточно яркий свет. Ты ни за что не перепутаешь гвозди, если каким-то образом промаркируешь привязанные к ним нитки. Например, нитку, привязанную к гвоздю, обработанному наноспреем, можно пометить узелком или прикрепить к ней бирку из доступного материала: бумаги, такни и т.п. Для более точного определения начала процесса коррозии и его динамики можно пользоваться увеличительным стеклом (лупой), о наличии которой следует позаботиться заранее. Если в твоём распоряжении есть микроскоп, данные наблюдений будут ещё более интересными. Наблюдение за коррозией на гвоздях, находящихся в замороженной воде, может проводиться только визуально, через оболочку бутылки. Для оценки коррозийной стойкости необходимо учесть: • число коррозионных очагов, образовавшихся за определённый промежуток времени; • время до появления первого очага коррозии.

Кейс «NanoTrip»

Внимание! Российский научный фонд предлагает гранты на научнообразовательные путешествия «Шаг в наномир», предназначенные для молодых людей, которые начали заниматься исследованиями в области нанотехнологий. Предпочтение отдаётся заявителям в возрасте от 14 до 18 лет. Заявки принимаются как от частных лиц, так и от образовательных организаций. Грант покрывает расходы на путешествия в любые страны мира, где есть нанотехнологичные производства, объекты инфраструктуры с использованием нанотехнологий или учебные заведения, готовящие специалистов в области нанотехнологий. Грант предоставляет ваучер на перелёты в любые страны мира в течение месяца на 40000 км, также оплачивается проживание и питание в течение месяца в любой стране мира в трёхзвёздочном отеле, наземные транспортные расходы и расходы на посещение крупных политехнических музеев. Гранты выделяются на поездки для исследования новых стран и освещения их нанотехнологических возможностей в качестве партнёров и конкурентов. Заявители должны предоставить хорошо разработанный маршрут путешествия и детальный план посещения мест назначения. Также нужно подтверждение, что в стране назначения есть нанотехнологичный объект: предприятие, учебное заведение или объект инфраструктуры с использованием наноматериалов, политехнические музеи, музеи техники и т.д. Условие гранта: участник должен за месяц посетить не менее 20 научных, образовательных или инфраструктурных объектов и составить план их посещения. Количество российских нанотехнологичных объектов должно составлять не менее 25%. Получателю гранта на один месяц выдаётся дипломатическая виза, поэтому визовых ограничений нет. Заявки принимаются круглый год. Форма заявки приведена в таблице ниже. Что нужно делать? Твоя цель — смоделировать маршрут следования по нанотехнологичным объектам: предприятиям или учебным заведениям, объектам инфраструктуры с использованием наноматериалов, политехническим музеям и музеям техники.

Для повышения шансов выигрыша в конкурсе на беспрепятственное путешествие по всему миру мы советуем тебе спланировать маршрут следующим образом:

• посещение 3 ведущих политехнических музеев;

• посещение 5 ведущих лабораторий при университетах;

• посещение 3 инфраструктурных объектов с использованием нанотехнологий;

• посещение 9 нанотехнологичных предприятий, промышленных объектов.

Что понадобится для исследования?

• Свобода мысли.

• Доступ к сети интернет.

Кейс «Кока-кола»

Давно уже стала именем нарицательным во многих языках мира. Миллионы людей ассоциируют это слово с освежающим напитком, вкус которого знаком им с детства. История кока-колы насчитывает более ста двадцати лет, и это история удивительных открытий, рискованных, но дальновидных поступков и нестандартных решений, которые принесли напитку всемирную известность. 1886 Сироп от головной боли История напитка, которому суждено было стать самым известным в мире, началась на заднем дворе одного из домов Атланты. Жарким майским днём доктор Джон Стит Пембертон в медном тазу на трёх ножках варит сироп, который будет дарить бодрость и помогать от головной боли. Своё творение Джон относит в местную аптеку, где и начинает продавать его вместе с содовой по 5 центов за стакан. Его партнёр и бухгалтер Фрэнк М. Робинсон неплохо владеет каллиграфией, поэтому он берётся придумать название и написать его красивыми фигурными буквами. Так и появился на свет самый дорогой бренд планеты, а логотип «Кока-кола» с незначительными изменениями дошёл до наших дней. Фрэнк, кстати, стал автором первого рекламного слогана напитка. Слова «Пейте кока-колу» привлекли внимание горожан. В день Пембертон продавал по девять стаканов напитка и был очень доволен результатом. 1893 Патент на формы.

В этом году патентное ведомство США регистрирует товарный знак «Кокакола» — в том его уникальном начертании, которое предложил ещё Фрэнк Робинсон. Компонентами напитка являются Пищевая ценность Сахар Калорийность 42 ккал/100 мл Краситель: Сахарный колер (Е150) Белки 0 Ортофосфорная кислота (E338) Жиры 0 Кофеин Углеводы 10,6 г Натуральные ароматизаторы Натрий

1899 Появление боттлеров Боттлеры, а именно так стали называть производителей напитков, строят два завода, мощности которых быстро оказываются загруженными на все 100%. Видя огромный потенциал, владельцы привлекают к расширению внешний капитал и создают сеть предприятий-боттлеров, которые, как правило, принадлежат местным владельцам и управляются ими же. 1928 Олимпийское движение В Амстердаме проходит летняя Олимпиада, где кока-кола впервые выступает как официальный напиток игр. С тех пор компания — постоянный партнёр олимпийского движения по всему миру. 1941 Всё для победы Вторая мировая война коснулась каждого. Не осталась в стороне и «The Coca-Cola Company». Стремясь поддержать боевой дух соотечественников и напомнить им о родине, Роберт Вудрафф издаёт распоряжение, ставшее легендарным: «Обеспечить, чтобы каждый американский военнослужащий мог приобрести бутылку кока-колы за 5 центов, где бы он ни находился и сколько бы это компании ни стоило». «Кока-кола» следует за своей армией по всему свету. И в результате, сам того не подозревая, Вудрафф оказывает компании очередную добрую услугу: напиток пробуют жители многих стран. И когда наступает долгожданный мир, число государств, наладивших производство кока-колы, удваивается. 1960 Новые бренды В семействе «Кока-колы» происходит первое прибавление. Компания получает права на производство напитка «Фанта». На родине кока-колы придумывают лимонный «Спрайт». 1979 Начаты продажи кока-колы в СССР Продукция компании «The Coca-Cola Company» впервые появились в СССР в 1979-м году и была представлена только напитком «Фанта» в ходе подготовки Олимпийских игр в Москве, составив конкуренцию компании «PepsiCo». 2007 Бутылка бутылке рознь 60 миллионов долларов компания инвестирует в создание механизма по утилизации и переработке упаковочных материалов, используемых в системе «Coca-Cola». В том числе разрабатывается знаменитая технология «бутылка в бутылку». С её помощью бывшие в употреблении ПЭТ-бутылки используются в производстве новой упаковки для напитков. В январе 2011-го года в Калифорнии 4-метилимидазол, содержащийся в карамельном красителе, был внесён в список возможных канцерогенных веществ «The Safe Drinking Water and Toxic Enforcement Act of 1986» с указанием, что приём 16 мкг вещества в день не имеет значительной опасности. Указанное количество вещества намного меньше, чем среднее потребление вещества лицами, употребляющими кока-Колу и пепси. Пищевая индустрия выступила против данного решения, указывая на необходимость появления дополнительных предупреждений на многих продуктах, а также поставила под сомнение обоснованность данных, полученных NTP.

Что нужно делать?

Существует множество легенд и мифов по поводу свойств кока-колы. В этом кейсе не исследуется, вреден или полезен этот напиток. Мы лишь предлагаем научными способами проверить некоторые сведения по поводу его свойств, которые давно «гуляют» в сети, популярных развлекательных журналах и т.п. Такие исследования вовсе не бесполезны, как может показаться на первый взгляд. Аудитория читателей сети исчисляется миллионами, и проверка информации, которую огромное число людей считает абсолютно достоверной, помогает исследователю научиться «перешагивать» барьеры стереотипов массового сознания. Итак, за месяц у тебя будет возможность проверить четыре распространённых «волшебных свойства» кока-колы: способность очищать драгоценные изделия; растворять жир; вымывать кальций; сохранять срезанные цветы. Каждый из четырёх экспериментов будет отвечать на вопрос: «А правда ли, что кока-кола может…?» Для работы тебе понадобится большая бутылка кока-колы, из которой ты будешь брать «сырьё» для каждого эксперимента.

Эксперимент № 1

Проверка информации о том, что с помощью кока-колы можно очищать ювелирные изделия. Суть эксперимента заключается в том, чтобы на сутки поместить в кока-колу ювелирное серебряное изделие. В качестве альтернативы можно взять мельхиоровую чайную ложку. Важно, чтобы была возможность сравнивать «эффект» кока-колы с отсутствием такого эффекта. Для этого следует пользоваться контрольным образцом, т.е. изделием, которое не будет подвергаться воздействию кока-колы. Поэтому в качестве ювелирного изделия уместно взять серьги, а у мельхиоровой ложечки должна быть ложка-близнец, которая станет контрольным образцом. Экспериментальный образец погружается в кока-колу (лучше всего для этого подойдёт маленькая бутылочка (0,5 л) с плотно закручивающейся пробкой), а контрольный образец остаётся в обычной среде комнатного воздуха. Через 24 часа образцы сравниваются визуально, и делается вывод о способности кока-колы удалять химическое загрязнение (налёт) с серебряных или мельхиоровых поверхностей. Для более объективной оценки разницы образцов (если она будет) имеет смысл воспользоваться мнением нескольких «экспертов», которым можно показать оба образца и задать вопрос о том, есть ли между образцами отличия и какие. Что удалось пронаблюдать / Результат эксперимента ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

Гипотеза подтвердилась / неподтвердилась ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

Возможное объяснение наблюдаемого ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

Что понадобится для исследования?

• Бутылка кока-колы (1 л);

• Парный комплект серебряных серёжек / 2 мельхиоровые ложки;

• Лоскут х/б ткани;

• 2 яйца;

• 2 цветка одинакового вида из одной партии.

Эксперимент №2

Проверка информации о том, что кока-кола способна удалять жирные пятна с одежды. Схема эксперимента будет той же, что и в первом опыте. В качестве образцов можно взять два одинаковых лоскута ткани (лучше всего гладкой светлой хлопчатобумажной, размер 5 х 5 см). На каждый лоскут нужно нанести по округлому жировому пятну так, чтобы максимально чётко была видна граница между испачканной и чистой тканью. В качестве «загрязняющего вещества» можно взять, например, сливочное масло, которое удобно наносить в форме окружности, убирая излишки обычным ножом. Так же, как и в первом эксперименте, загрязнённый образец погружается на сутки в кока-колу, а контрольный (с максимально идентичным масляно-жировым пятном) остаётся в обычной среде. Оценка изменений может быть проведена тем же способом, что и в первом эксперименте.

Что удалось пронаблюдать / Результат эксперимента ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

Эксперимент № 3

Проверка информации о том, что кока-кола «вымывает» кальций. В качестве носителя кальция мы предлагаем использовать яичную скорлупу, снятую с сырого яйца. Можно взять две половинки скорлупы, одна из которых будет экспериментальной, а другая — контрольной. Экспериментальную нужно поместить в кока-колу. В этом эксперименте лучше воспользоваться не маленькой бутылочкой, а банкой с широким горлом и закручивающейся крышкой, чтобы половинку яичной скорлупы можно было поместить в кока-колу, не сминая. Длительность погружения скорлупы в этом эксперименте — 24 часа. После извлечения скорлупы из банки исследователь проверяет, стала ли она мягкой по сравнению с контрольным образцом.

Эксперимент № 4

Проверка информации о том, что кока-кола помогает лучше сохранить срезанные цветы. Для опыта нужно взять два одинаковых цветка, можно использовать цветы из одного букета. Для чистоты эксперимента у обоих цветков следует срезать самый кончик стебля и поставить их, например, в две пластиковые бутылки с одинаковым объёмом жидкости, покрывающей стебель не менее чем наполовину. В одну бутылку налей простую отстоянную воду из-под крана. В другую — смесь воды и кока-колы в соотношении 1:3. Продолжительность эксперимента — до 5 суток. Он может закончиться раньше, если оба цветка или какой-то из них объективно завянет.

В чём суть эксперимента?

Поиск по сайту