Les surfaces hydrophobes et hydrophiles Marbres d'eau
[Shopping List: granulés superhydrophobes aérogel; assiettes en papier; des plaques en mousse de polystyrène; papier ciré, une feuille d'aluminium; grandes, tasses en plastique transparent; pipettes; Lotus feuilles et / ou capucine; tissus Nanotex; la cire de voiture / autres substances hydrophobes; chiffons; serviettes en papier; Purell; windex / autre nettoyant; colorant alimentaire]
- Utiliser une pipette pour transférer plusieurs gouttes d'eau sur une plaque de papier et de la mousse de polystyrène. Agiter la plaque un peu, en examinant comment l'eau réagit. Quelles différences pouvez-vous observer entre les gouttelettes d'eau sur les deux plaques? Quelle plaque semble être plus perméable à l'eau?
- Frotter une petite quantité de granules d'aérogel (environ 1/4 à 1/2 de cuillère à thé) sur une plaque, en veillant à écraser les granules et recouvrir la surface entière. (Note: tous les endroits que vous ne parvenez pas à manteau ne sera pas repousser l'eau!) Transférer quelques gouttes d'eau sur la plaque avec une pipette et secouer brièvement pour voir les gouttelettes d'eau roulent autour de la plaque. Remarquez comment les boules d'eau interagissent avec la plaque et l'autre. Vous pouvez également frotter un peu aérogel sur la surface de la table ou votre paume (ne laissez pas les jeunes enfants mettent sur leur main - ils pourraient oublier de le laver avant de manger).
- Manteau du bout du doigt avec l'aérogel puis plonger dans une tasse d'eau. Pouvez-vous voir la couche argentée autour de votre doigt? Retirez votre doigt et vous constaterez qu'il est complètement sec - l'aérogel repoussait toute l'eau!
Ce qui se passe: aérogel est une substance spéciale faite par extraction du composant liquide d'un gel typique (tel que le gel de silice) et en le remplaçant par de l'air. Aérogel présente d'excellentes propriétés d'isolation thermique et est la moins dense matériau connu.
substances hydrophobes repoussent l'eau, et le nom vient du grec « tiges Hydros » pour l'eau et « phobos » de peur. substances hydrophiles attirent l'eau. L'eau est une molécule polaire, ayant des charges positives et négatives. substances hydrophiles sont également polaire / charge, alors que les substances hydrophobes sont non-chargées. Avez-vous déjà essayé de combiner l'huile et de l'eau, pour remarquer qu'après assis pendant plusieurs minutes, ils se séparent en deux couches? L'huile est non-chargé et hydrophobe, et ainsi préfère être aussi séparée de l'eau que possible. Comme la plupart des réactions chimiques importantes impliquent l'eau (en particulier les réactions biochimiques), les interactions hydrophiles et hydrophobes sont extrêmement importants pour les scientifiques et les ingénieurs.
* L'aérogel est pas nocif, mais tout doit se laver les mains avant de manger avec du savon ou un nettoyant pour les mains à base d'alcool.
Liens vers plus d'informations et d'activités
Notre activité est basée sur ce matériel blog sciences de l'Allemagne:
et des vidéos sur leur chaîne YouTube:
Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur aérogels:
Les enseignants peuvent acheter superhydrophobes aérogel Granules ici:
Enseigner la leçon d'ingénierie "Super-Hydrophobicity- Lotus Effect":
Nano-Lab superhydrophobes Matériaux:
la nanotechnologie superhydrophobes pour les tissus et d'autres applications:
L ' « effet de lotus »:
Comme vous l'avez vu dans cette activité, capucines sont semblables à lotus et grandes plantes pour les enfants à grandir. graines Nasturtim ressemblent à de petits cerveaux, ils germent et se développent rapidement et facilement à l'intérieur ou à l'extérieur à peu près partout, dans les sols relativement pauvres avec peu ou pas d'effort, les tiges sont très longues et les feuilles semblent très cool avec la tige au milieu (appelé « peltrate » feuilles, comme les garnitures de lotus ou lilly), les fleurs sont très colorées et jolie, les deux les fleurs et les feuilles sont comestibles (et très savoureux), ils attirent les pucerons et d'autres insectes (si vous voulez étudier aussi), et bien sûr les feuilles sont super-hydrophobe, de sorte que des gouttes d'eau roulent au large, les feuilles ont un éclat argenté quand trempé sous l'eau et rester complètement sec retiré. Ouah, quelle plante!
Une excellente vidéo et expérience pour les enfants en utilisant capucines et d'autres plantes:
forces de cohésion et de la tension superficielle de l'eau:
et bien sûr notre propre expérience démontrant la tension superficielle de l'eau:
Et enfin, hors sujet, mais intéressant-
Alors que vous entendez souvent de « gravité zéro » dans l'espace, ce n'est pas vrai. gravité zéro n'exis- pas au moins nulle part dans notre univers:
La gravité de la Terre à bord de la station spatiale est presque le même que pour nous sur la surface. La station spatiale et les gouttelettes d'eau que vous voyez dans ces vidéos sont en chute libre (à savoir qu'ils sont tous en baisse vers la Terre à la même vitesse), zéro gravité, comme sont les gouttelettes d'eau tombant d'un robinet:
En savoir plus sur chute libre:
Mais si la station spatiale tombe vers la Terre en raison de la gravité, pourquoi ne pas planter? Parce qu'il se déplace autour de la Terre très vite, si vite que tombe la surface des courbes de la Terre à une distance au même rythme: