XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Воск. Полезное использование
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В наше время всё актуальнее становится тема об использовании природных продуктов в хозяйственных целях.
Разглядывая комнатные растения и даже некоторые фрукты, я заметил на некоторых из них голубоватый восковой налет. Зачем он нужен? Воск — вещество, которое очень часто встречается в природе в самых разных формах. Многие растения имеют налет на своих цветках или листьях, кактусы — не исключение. Известно, что в естественной среде кактусы обитают в жарких засушливых районах и им приходится запасать воду, а восковой налёт не даёт влаге испаряться с поверхности стебля. Даже во время жары в 60 градусов!
Странный матовый налёт, покрывающий растение называется эпикутикулярным воском. Этот воск встречается на листьях, на цветах и даже на плодах растений. К примеру, плоды винограда или сливы. Воском покрыто множество различных видов суккулентов. Можно сделать вывод, что воск- вещество, защищающее растение. От чего? Как же эти свойства использовать в жизни человека? В своей работе мне предстоит ответить на все эти вопросы.
Таким образом, предмет моего исследования: Воск.
Тема исследования: Возможность использования воска с целью сохранения поверхности различных предметов.
Цель исследования: выяснить, является ли воск на самом деле защитным средством для различных поверхностей и можно ли это использовать в жизни человека.
Задачи:
1. Найти в книгах и интернет-источниках сведения о природном воске.
2. Познакомиться с народными знаниями и «хитростями» использования этого вещества.
3. Подтвердить теоретические данные с помощью опытов: создать защитный непромокаемый слой на определённых материалах.
4. Рассказать ученикам моего класса и ребятам школы о результатах своих исследований.
5. Выпустить Памятку-буклет с результатами своих исследований
Мы окунёмся в процесс покрытия восковым слоем (вощения) различных предметов с целью сохранения их от различных негативных условий.
Методы моей исследовательской деятельности:
поиск и сбор информации, изучение литературных источников и интернет- ресурсов, эксперименты с воском, анализ изученного и практическое применение.
Итак, многие растения вырабатывают собственный воск. Зачем?
Гипотеза 1:если воск не даёт растениям потерять такую ценную для них влагу, значит воск обладает влагоотталкивающими свойствами.
Исходя из этого мы вновь задумались, что:
Гипотеза 2: значит, воском в быту можно покрывать разные поверхности, чтобы, наоборот, защитить от избытка влаги и другого внешнего воздействия.
Практическое применение:
Данная работа может быть использована на уроке окружающего мира, в быту, в походе, а, так же, она способствует расширению кругозора.
План исследования:
1.Наблюдение. Возникновение вопросов.
2.Выдвижение гипотезы 1
3.Изучение информации. Проведение экспериментов
4.Выдвижение гипотезы 2
5.Изучение информации. Проведение экспериментов
8.Оформление информационного буклета
9.Защита работы
II. Основная часть, практическая:
Исследование 1 Покрытие воском осенних листьев и цветов для поделок и для букета
Исследование 2 Покрытие воском бумажного рисунка или страницы книги
Исследование 3 Покрывает ли производитель воском фрукты?
Исследование 4 Изготовление восковой салфетки
Исходя из проделанной работы, формирование вывода.
Оформление работы и представление ее результатов: фото и видео проведённых исследований,презентация с поэтапным ходом и результатами исследования, памятка-буклет с советами по применению воска в туристическом походе и быту.
Приложение: фото, видео, буклет, вощёные предметы, презентация
Рефлексия: когда я узнаю что-либо новое, у меня улучшается настроение, мне становится интереснее жить. Я изучаю наш удивительный мир, полный загадок, которые таят необычные и неожиданные разгадки. Можно бесконечно задавать вопросы и оставаться в стороне, а можно самому проводить исследования и быть в гуще событий. Я люблю узнавать всё новое.
Теоретическая часть
История использования воска
«Во́ск — пластичное вещество коричневато-жёлтого цвета. Может быть также белым или тёмно-коричневым, и, в зависимости от температуры, твёрдым или жидким. Воски нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в бензине, хлороформе, эфире.» (Википедия)
Замечательные свойства пчелиного воска привлекали внимание человека еще в древние времена. С древних времен и вплоть до изобретения бумаги для письма употреблялись плоские деревянные дощечки- церы, покрытые с одной стороны ровным слоем воска, на который наносились буквы.
В Древнем Риме на праздниках в честь Сатурна, Бахуса и других богов горели восковые свечи. В России также расходовались огромные количества воска для освещения храмов.
На протяжении многих веков художники пользовались восковыми красками, обладавшими красивым блеском и большой прочностью. В результате раскопок городов Помпеи и Геркуланума, произведенных в 1707 г., была обнаружена стенная восковая живопись, украшавшая много веков назад гостиные богатых помпейцев. Хотя восковая живопись находилась под землей почти 18 столетий, она сохранила свою красоту и яркость красок.
Широко применялся пчелиный воск и в ваянии. Сохранилось немало прекрасно исполненных восковых портретов. Более 150 лет существует в Лондоне Музей восковых фигур. Этот музей справедливо называют «восковым королевством», так как в нем представлены восковые фигуры (английские короли, королевы, выдающиеся государственные и общественные деятели разных стран) в костюмах соответствующих эпох.
Большое значение имеет пчелиный воск и в изготовлении медицинских муляжей, играющих исключительно важную роль в учебном процессе. Они дают возможность увидеть болезни, особенно кожные, проявления которых встречаются редко.
П челиный воск занимает определенное место в медицине и косметике. Он входит в состав многих косметических препаратов и является отличной сгущающей основой для кремов, лосьонов, помад и т. п. Пчелиный воск хорошо всасывается кожей и придает ей гладкий и нежный вид. Поэтому воск добавляют в продукты для здоровья и в косметику - дня сохранения красоты кожи.
Древние скифы, иранцы и другие народы применяли воск для бальзамирования умерших видных государственных деятелей. В Древнем Египте воск широко применялся при жертвоприношениях.
Воск - удивительное вещество, способное долгие годы сохранять свои свойства. Известно, что куски пчелиного воска, найденные в древних египетских пирамидах, обладали достаточной мягкостью. Воск, выброшенный волнами на берег после кораблекрушения и пролежавший в песке длительное время, также сохранял свойственные ему качества.
Воск используют как оболочку для сыра. Зачем? Это делается для того, чтобы сыр хранился долго-долго, потому что воск может защитить продукты от любой порчи.
Воск имеет исключительно важное значение для народного хозяйства: 40 отраслей промышленности используют его в качестве сырья. Он широко применяется в литейном деле, в электротехнике, гальванотехнике, телефонной технике, в оптике, радиотехнике, на железнодорожном транспорте, в текстильной, кожевенной, парфюмерной, авиационной, металлургической, стекольной, автомобильной, фармацевтической, кондитерской, полиграфической, лакокрасочной, химической, бумажной, деревообделочной и других видах промышленности. Воск входит в состав лыжной мази, мастики для прививки деревьев, мази для сбруи, ваксы для обуви, сургуча, цемента для склеивания мрамора и гипса, карандашей для рисования на стекле.
Виды натурального воска
В зависимости от происхождения существуют различные типы восков:
животные воски (например, пчелиный воск, ланолин)
растительные воски (карнаубский воск,пальмовый, кокосовый, соевый)
минеральные воски (горный воск- озокерит)
Пчелиный воск вырабатывается в специальных восковых железах медоносных пчел, твердое вещество от белого до буро-желтого тона. Если прогреть пчелиный воск до 35 градусов, он становится пластичен.
Л анолин (от лат.lana — шерсть ) — шерстяной воск, животный воск, получаемый при вываривании шерсти овец. Густое, вязкое жёлтое или буровато-жёлтое масло, своеобразного запаха, плавящееся при температуре 36—42 °C. Хорошо впитывается в кожу и обладает смягчающим действием.
Карнаубский воск (бразильский воск, пальмовый воск) — воск из листьев пальмы Copernicia cerifera, произрастающей в северо-восточных штатах Бразилии, обычно выглядит в виде твёрдых жёлто-бурых хлопьев. Самый твёрдый и тугоплавкий (температура плавления +83…+91 °С). Применяется для создания глянцевых покрытий в автомобильном воске, лаке для обуви, зубных нитях, пищевых продуктах, таких как конфеты, яблоки (которые выглядят как отполированные), средствах для полировки, воске и лаке для деревянного пола и мебели и др. Является основным ингредиентом в сочетании с кокосовым маслом в воске для серфинга, используется в качестве загустителя в косметологии, различных препаратах по уходу за кожей и волосами и т. д.
Пальмовый воск Первоначальное сырье поставляется с пальмовых плантацией Индонезии и других стран. Чаще всего пальмовый воск получают, охлаждая масло и подвергая его отжиму. Для пальмового воска характерно долгое чистое (без всякого копчения) горение.
Кокосовый воск Его не стоит путать с пальмовым воском. Кокосовый воск расплавляется при температуре чуть выше комнатной, даже просто в жаркий день, горит медленно, в равномерном режиме, отличается приятным, неплохо распространяющимся ароматом.
Соевый воск Такой тип воска тоже бывает частым гостем в свечном производстве. Получение свечного воска из сои требует сложной продолжительной обработки специальными реактивами. Да и само выращивание сои дает серьезную нагрузку на окружающую среду. Потому он неэкологичен. Настоящий соевый воск не может быть окрашен даже незначительно.
М инеральный воск- воск земли, горный воск — особый вид воска, который по-научному называется озокерит. Озокерит— вещество нефтяного происхождения, содержит парафин, минеральные масла, смолы и другие вещества.
Воск земли озокерит является минералом, но по своему внешнему виду и консистенции он очень похож на пчелиный воск, хотя окрас его темнее. Озокерит («горный воск» или «застывшие слезы земли», как его называют в народе) используется в основном для изготовления свечей и лекарств. Очищенный и отбеленный земляной воск носит название церезина.
Существует искусственный заменитель воска- парафин.
Е го производят в гранулах. Производство парафина ведется из нефтепродуктов. Это вещество успешно заменяет натуральный воск во многих отношениях. Обычно в чистом виде парафин не используют — для снижения жесткости и наращивания пластичности его объединяют с пчелиным воском.Очищенный парафин очень широко востребован. Это простой материал, который легко поддается плавке и обработке в формах.
3 . Удивительное пчелиное производство Какое большое разнообразие восков! Но это в наши дни. А ещё 8,5- 9 тысяч лет назад, практически с освоением земледелия, люди стали есть мёд и стали использовать именно пчелиный воск. Как появляется пчелиный воск? Где берёт его пчела?
Пчелиный воск- поистине удивительное вещество! Его нигде на свете не найти, кроме пчелиного улья. Чтобы получить воск, пчеловод берет из улья сотовые рамки, освобождает их от меда и растапливает соты в теплой воде. Когда вода остывает, на поверхности остается чистый воск.
Раньше люди думали, что пчелы собирают воск с цветов. Но на самом деле пчелы производят воск сами. На животике пчелы есть особая железа - восковая. Она состоит из пластиночек, которые называются зеркальцами. У самых молодых пчелок в улье на этих зеркальцах выступают белые пленочки - восковые пластинки. Пчелки берут их, как маленькие кирпичики, и укладывают в соты - как самые настоящие строители. Чтобы зеркальца выделяли много воска, пчелы питаются пыльцой - поэтому в воске очень много полезных веществ. Воск - очень важный продукт в улье, ведь из него пчелы строят соты - домики для своих малышей и ячейки-коробочки для хранения пчелиной еды - меда и пыльцы. Бывают соты медовые - с медом, перговые - с пыльцой и пергой, расплодные - в них растут пчелиные личинки, и большие соты-маточники, заполненные маточным молочком. За год пчелиная семья может сделать 7 кг восковых сотов.
Воск ни одному микробу не дает пробраться внутрь сотов, поэтому мед и пыльца в восковых ячейках всегда остаются свежими. Сверху пчелы запечатывают соты крышечками, чтобы в продукты не попадал воздух, и они не портились. Крышечки на сотах - это тоже воск, только смешанный с прополисом и пыльцой, его называют забрус, и это - самая вкусная и полезная в мире жевательная конфета. Если случайно проглотишь кусочек, - даже хорошо, потому что в забрусе очень много витаминов и других полезных веществ.
Современное использование воска в домашних условиях.
Мудрый наш народ тоже давно понял, каким замечательным помощником в быту может быть этот материал. У простых людей есть много способов полезного использования воска. Вот некоторые народные «хитрости»:
1. Благодаря воску гораздо легче вбиваются смазанные им гвозди и вкручиваются саморезы.
2. Воск можно нанести на резьбу заржавевшего болта, к которому прикипела гайка. А затем прогреть, и растопить воск на ней, и гайка открутится!
3. Чтобы рубанок лучше скользил по дереву, натрите его подошву воском.
4. Можно также натереть «волшебным материалом» боковые стороны полотна ручной пилы, и тогда она вряд ли застрянет в щели разреза.
А если обработать воском сами зубцы пилы, они дольше будут острыми.
5. Воском можно натирать тканевую или кожаную обувь, если требуется защитить их поверхность от попадания воды. После нанесения воска на изделие, следует прогреть его обычным бытовым феном, и тогда Ваши башмаки точно не промокнут.
6. Воск — это ещё и натуральный дезодоратор воздуха, который придаст неповторимый приятный запах помещению.
7. По такому же принципу можно обрабатывать нитки, перед тем как шить ими кожаные изделия или грубое полотно.
8. Если натереть воском порез или царапину, он окажет противовоспалительное и лёгкое анестезирующее действие.
9. Воск незаменим в кузнечном деле и в ремесле лозоплетения.
10. В случае, если деревянная дверь закрывается и открывается с усилием, скрипит, цепляется за дверную коробку, просто смажьте это место воском. То же самое касается и деревянных дощатых полов. Также можно улучшить работу засовов или шпингалетов. Такая смазка не запачкает одежду или руки
12. Если заела «молния» на одежде, смазать её воском. Бегунок пойдёт «как по маслу»
Практическая часть
Итак, рассматривая листья некоторых растений, я заметил, что многие растения вырабатывают восковой налёт. Зачем? Даже в самых жарких местах Земли растения не теряют свежий внешний вид. Значит, есть на листьях и стеблях то, что защищает растение от потери влаги. Это собственный воск – эпикутикулярный.
У меня возникла первое предположение.
Гипотеза 1:если воск не даёт растениям потерять такую ценную для них влагу, значит воск обладает влагоотталкивающими свойствами.
Чтобы ответить на свой вопрос, я провел своё исследование.
Исследование 1.Покрытие воском осенних листьев и цветов для поделок и для букета
Для проведения исследования понадобится: кастрюля, ковшик, воск, 2 цветка, 2 листика.
Ход работы: вскипятить воду в кастрюле, в ковшик положить кусок воска и растопить на водяной бане, по очереди аккуратно опустить в воск листочек и затем цветок дать стечь лишнему воску. Оставшийся лист и цветок оставить не покрытыми.
В итоге я получил следующие результаты: тот листок и цветок, которые были обработаны воском дольше сохранили свой внешний вид, те, что обработаны не были, засохли и завяли.
Вывод: воск не позволяет влаге, находящейся в цветах быстро испаряться, поэтому покрытые воском цветы дольше сохраняют свой внешний вид и могут быть использованы в поделках. В природе же воск помогает удерживать необходимую влагу внутри растения, что особенно важно в жарком и сухом климате.
Также воск отталкивает воду, помогая предотвратить поглощение слишком большого количества воды листьями. Когда капли попадают на листья, они просто скатываются вниз. Это называется гидрофобность.
Эпикутикулярный воск также служит естественным солнцезащитным кремом. Некоторые суккуленты могут получить ожоги при длительном пребывании под ярким солнцем. Воск частично отражает вредные лучи и предотвращает ожоги растения.
Так же воск защищает растение от птиц и насекомых-вредителей.
Исходя из этого мы вновь задумались, что:
Гипотеза 2: значит, воском в быту можно покрывать разные поверхности, чтобы защитить от избытка влаги и другого внешнего воздействия.
Исследование 2. Покрытие воском бумажного рисунка или страницы книги
Для проведения исследования понадобится: два рисунка акварелью или гуашью, свеча, пульверизатор с водой
Ход работы: тщательно натереть свечой один рисунок, второй оставить непокрытым, используя пульверизатор обработать водой оба рисунка.
В итоге я получил следующие результаты: краска на рисунке, который не был обработан воском растеклась, а обработанный рисунок остался четким и ярким.
Вывод: воск отталкивает воду, тем самым защищая от излишней влаги произведения, созданные на бумаге.
Совет хозяйкам: чтобы не испортить брызгами поваренную книгу, которой все хозяйки пользуются на кухне, надо натереть самые важные странички этой книги небольшим слоем воска.
Ко мне пришла мысль, что я не первый человек, который обнаружил замечательные свойства воска и решил их использовать. Оказывается, производители фруктов и поставщики покрывают восковым слоем каждый фрукт, чтобы он в дороге не испортился. Это привело меня к следующему исследованию.
Исследование 3. Покрыты ли воском фрукты?
Для проведения исследования понадобятся: яблоки, 2 свечи, нож.
Ход работы: зажечь свечу и поднести к пламени другую свечу. Через несколько секунд мы видим, что воск второй свечи начал плавиться от нагревания, стал капать. Тот же опыт повторили с яблоком: подержали яблоко касаясь пламени.
-
В итоге я получил следующие результаты: Мы увидели, что стенка яблока заблестела, увлажнилась и и с неё стали падать капли. Так повел себя воск, которым покрыли яблоки.Он стал таять. Мы решили поскоблить поверхность яблока ножом. На ноже появился восковой налёт.
Вывод: на фрукты наносят тонкий слой искусственного съедобного воска, заменяющего натуральный защитный воск. Как отмечают и диетологи, и технологи, этот воск – съедобный, он не содержит нефтепродуктов, не наносит никакого вреда организму. При этом:
Пленка из воска тормозит развитие гнилостных микроорганизмов.
Плоды застывают в той стадии развития, в какой их обработали средством из воска.
В небольших количествах не представляет опасности для здоровья.
Яблоки и другие фрукты сохраняют качество и внешний вид до следующего урожая.
Фрукты можно перевозить на большие расстояния без риска повреждения. Восковой барьер предохраняет нежную кожицу плодов от мелких механических воздействий.
А ещё я узнал, что воск убивает любые бактерии. Археологи при раскопках находили горшочки с воском, которые не потеряли своих замечательных свойств, пролежав в земле многие сотни лет. Не испортились и поверхности, обработанные воском. Для интереса я провел следующее исследование.
Исследование 4. Изготовление восковой салфетки
Для проведения исследования понадобится: Пергаментная бумага, кусок пчелиного воска, терка, хлопчатобумажная ткань, утюг, 2 куска сыра.
Ход работы: натеретьна тёрке кусок пчелиного воска. На пергамент положить ткань и посыпать ее натертым пчелиным воском, сверху накрыть еще одним листом пергамента, прогладить утюгом, чтобы воск расплавился. Один кусок сыра обернуть в получившуюся восковую салфетку и убрать в холодильник, второй убрать в холодильник без упаковки.
В итоге я получил следующие результаты: Сыр, который был обернут в восковую салфетку дольше сохранил свежесть, второй кусок засох
Вывод: воск не только сохраняет влагу, но и обладает бактерицидным свойством, сохраняя свежесть продуктов. Если продукт завернуть в такую салфетку, он дольше сохранит свою свежесть и привлекательность
Исходя из проделанной работы, можно сделать выводы:
Воск обладает гидрофобностью, т.е. отталкивает воду, тем самым может быть использован в качестве защитного покрытия различных поверхностей, которые «боятся» влаги.
Так как воск обладает бактерицидными свойствами, им можно обрабатывать даже поверхности съедобных плодов растений для того, чтобы сохранить их на более долгий срок, а также хранить продукты в упаковках, обработанных воском.
IV. Заключение
Вспомним нашу Гипотезу 1:
Если воск не даёт растениям потерять такую ценную для них влагу, значит воск обладает влагоотталкивающими свойствами. Как мы видим, наша гипотеза подтвердилась, воск отталкивает воду. Это свойство помогает предотвратить поглощение слишком большого количества воды листьями, а также помогает удерживать необходимую влагу внутри растения, что особенно важно в жарком и сухом климате.
Обратимся к Гипотезе 2: значит, воском в быту можно покрывать разные поверхности, чтобы, наоборот, защитить от избытка влаги и другого внешнего воздействия.
Действительно, восковая пропитка является одним из самых надежных и востребованных средств защиты, которая не только защищает поверхность, но и подчеркивает ее структуру и красоту. Вощение – один из самых древних и качественных способов обработки деревянных изделий. Воск – экологически чистый материал, абсолютно безопасен для здоровья. Помимо этого, в отличие от покрытой лаком, вощеная поверхность «дышит», имея превосходный запах.
Таким образом, с помощью теоретического изучения данной темы и ее практического подтверждения и была достигнута основная цель исследования.
Список источников информации:
1 https://ru.wikipedia.org/wiki/Воск Свободная энциклопедия
2 https://pro-vosk.ru/ Сайт о восках и их свойствах
https://www.maam.ru/ Международный образовательный портал
https://nsportal.ru/ Образовательная социальная сеть
https://razvivash-ka.ru/ Клуб увлечённых мам
https://isentsov.blogspot.com/ Блог пчеловода для любителей мёда
Ивановский Л.Е «Энциклопедия восков», Пер. с нем. В.В. Зотовой; под ред. В.Н. Муратова. — Л.: Гостоптехиздат, 1956
Приложение
Буклет-закладочка. Советы Тимофея Егоренкова