«Эффекта лотоса» в живой природе и в разработках нанотехнологий. Автор проекта: Сидоров Алексей, ученик 2 класса МБОУ ФМШ 32 г.Астрахани Руководитель проекта: Яковенко Е.П.,учитель начальных классов 2011 – 2012 уч. год

Почему выбрали данную тему для проекта? Лотос – одно из самых знаменитых растений, которое с древнейших времен почиталось на Востоке как символ чистоты. Его уникальная способность появляться из мутной воды, оставаясь абсолютно чистым, удивляет и восхищает людей и по сей день. В 70-е годы прошлого века ученые начали изучить это явление, которое позже получило название «эффект лотоса». А в 90-е годы смогли воспроизвести механизм, изобретенный природой, в лаборатории на искусственных поверхностях. «Эффект лотоса» является одним из самых известных явлений, которое связывают с практическим использованием и развитием нанотехнологий: самоочищающиеся поверхности. Эти разработки могут быть использованы и в быту, и в промышленности, и в медицине. Это может стать настоящим прорывом в истории человечества. Цель и задачи учебного проекта: изучить материалы по теме исследования: поиск, сбор и обработка информации: о природных объектах, обладающих «эффектом лотоса» в растительном (листья, цветы растений и др.) и животном мире (крылья насекомых, перья птиц и др.); выявить наиболее актуальные направления применения данного явления в разработках нанотехнологий. Как проводилась работа над проектом? Данная исследовательская работа проводилась на основе анализа специализированных литературных источников, особую помощь оказали статьи размещенные в Интернете на форумах и сайтах.

Эффект лотоса – эффект крайне низкой смачиваемости поверхности, который можно наблюдать на листьях и лепестках многих растений. Эффект лотоса был открыт немецким ботаником Вильгельмом Бартлоттом в 1990-х годах. Вся поверхность листьев лотоса густо покрыта микропупырышками высотой около 10 мкм, а сами пупырышки, в свою очередь, покрыты микроворсинками ещё меньшего размера. Капля воды, попадая на такую бугристую поверхность, не может равномерно расположиться на ней, т.к. этому мешают силы поверхностного натяжения. Поэтому капли скатываются с поверхности листа, не оставляя следа и смывая грязь, пыль и бактерии.

Проявление «эффекта лотоса» наблюдается на листьях многих растений и у животных. «Эффекта лотоса» и разработки нанотехнологий. 1 – нанопокрытие; 2 – капля жидкости (воды); 3 – загрязнение; 4 – поверхность (стекло, краска, керамика и т.д.) Китайские ученые сымитировали эффект лотоса при возведении здания Большого национального театра в Пекине.

Фасадная краска с «эффектом лотоса». В 1999 году краску с эффектом лотоса – Lotusan. Краска с эффектом лотоса содержит в себе микрокристаллы стеклянных частиц, которые создают бугорки, как у листа лотоса, и не позволяют каплям воды задерживаться и растекаться по поверхности, – они просто скатываются, забирая с собой частицы грязи. Использована простая фасадная краска. Использована фасадная краска LOTUSAN. Основные преимущества краски: низкая подверженность загрязнению; эффект самоочищения за счет дождя; идеальная защита; устойчивость к вымеливанию и к воздействию ультрафиолета; легкая обработка; очень хорошая паропроницаемость и проницаемость углекислого газа; гарантия дается на 20 лет, однако при правильном соблюдении условий покраски можно считать вечным.

Преимущества: предотвращение старения и растрескивания краски; легкость в устранении грязи; отсутствие необходимости в дополнительной полировке ; надежная защита от случайных царапин и потертостей; устойчивость к механическим повреждениям и химическому воздействию; безупречный внешний вид на длительное время. Нанотехнологии с «эффектом лотоса» в автомобильной промышленности.

Нанотехнологии с «эффектом лотоса» в текстильной промышленности: Преимущества: препятствует появлению различного рода загрязнений; не препятствует проникновению воздуха; не изменяет внешний вид изделия; облегчает удаление жировых загрязнений; увеличивает срок эксплуатации текстильного изделия; длительный срок службы. Опыт 1. Оборудование: вода, обычная ткань(1) и ткань с «эффектом лотоса»(2). Ход работы: 1. Медленно налить воду на поверхность образца 1 и образца Зафиксировать результат с помощью фотоаппарата. Результат: 1. При наливании воды на поверхность образца 1, жидкость быстро стала впитываться и расплываться по поверхности ткани. 2. При наливании воды на поверхность образца 2, жидкость не впитывается и не растекается, а собирается в капли. Легко удаляются с поверхности, не оставляя мокрых пятен. Образец 1. Образец 2. Опыт 2. Оборудование: газированный напиток «Coca- cola», обычная ткань(1) и ткань с «эффектом лотоса»(2). Ход работы: 1. Медленно налить напиток на поверхность образца 1 и образца Зафиксировать результат. Результат: 1. При наливании напитка на поверхность образца 1, жидкость быстро стала впитываться и окрашивать поверхность ткани. 2. При наливании напитка на поверхность образца 2, жидкость не впитывается и не растекается, а собирается в капли. Легко удаляются с поверхности,не оставляя пятен. Образец 1. Образец 2.

Вывода и заключение. Нанопокрытия созданные на основе использования «эффекта лотоса» имеют ряд преимуществ: долгосрочная и высокоэффективная защита (защитная нанопленка, нанесенная с целью консервирования поверхности, защищает от агрессивных воздействий окружающей среды, погодных условий и даже царапин); не требующие особого ухода поверхности и ткани всех видов, гигиеническая чистота, антибактериальные свойства обработанных поверхностей, легкая очистка, полная нейтральность к коже, безопасность даже для аллергиков; если водоотталкивающий эффект ослабел, то в этом случае поверхность или ткань нужно почистить при помощи мягкого очищающего средства, промыть проточной водой, после этой процедуры водоотталкивающий эффект опять будет восстановлен (у текстиля – после высыхания).