XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изготовление экологичных кристаллических ёлочных украшений к Новогоднему празднику и Рождеству своими руками

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Клыкова И.Г. 1

---

1МБОУ СОШ №1 г. Реутов

Мартынова Ю.В. 1

---

1МБОУ СОШ №1 г. Реутов

Работа в формате PDF

1.6 MB

Аннотация

Празднование Рождества и Нового года в современной жизни невозможно представить без ярких переливающихся в лучах света украшений. Накануне праздника, они окружают нас повсюду. Но все это разнообразие отражает творчество художников и дизайнеров. Блестки для украшений создаются из пластика, что негативно влияет на экологию окружающей среды.

Целью исследования стало создание экологичных ёлочных украшений, способных стать заменой промышленным образцам, отражающим индивидуальный подход, собственную фантазию и ручную работу.

Основными методами исследования выступили анализ, наблюдение, сравнение, эксперимент.

В домашних условиях проведена серия экспериментов, в результате которых получены образцы экологичных материалов – ёлочных игрушек на основе кристаллов соли и проволоки. Практическая значимость показана через изготовление предметов бытового назначения (ёлочное украшение). Кроме того, работа была использована в ходе учебного процесса, что отражает ее просветительскую ценность.

Научный руководитель,

учитель начальных классов Ю.В. Мартынова

Содержание

Введение 4

1. Влияние производства блестящего пластика на окружающую среду 5

2. Обзор экологичных материалов-заменителей блестящего пластика для изготовления украшений 5-6

3. Создание кристаллов на основе солевого и сахарного растворов

4. Изготовление ёлочных игрушек из синельной проволоки и нитей с использованием экологичных блесток-кристаллов поваренной соли 6-7

5. Перспективы использования экоматериалов в повседневной жизни 7

Заключение 10

Список использованных источников 11 Приложения 12-14

Введение

Все мы, увидев блестящий предмет, испытываем волну эмоций. Это может быть прилив волнения или ощущение волшебства! Есть в блестках что-то привлекательное, что захватывает наше воображение. Во многих культурах блестки являются символом удачи и позитива, оптимизма и надежды. Рождество и Новый год – это праздники, которые отмечаются во всем мире. В эти праздники люди украшают деревья, дома и улицы блестящими украшениями. Рождественские украшения – это искусство, которое подчеркивает творческий потенциал и навыки. Блестки играют важную роль в улучшении внешнего вида этих украшений. Свойство блесток отражать, заставляют объекты казаться больше, создают светящийся и сияющий эффект, который выделяет украшение, создают атмосферу удивления и восхищения. Современные промышленные блёстки для ёлочных игрушек делают из маленьких кусочков пластика, что негативно влияет на экологию окружающей среды. При использовании пластиковых изделий люди глотают и вдыхают большое количество его микрочастиц и сотни токсичных веществ, которые могут вызывать серьезные проблемы со здоровьем.

Будущее за производством новых экологичных материалов, способных создать достойную альтернативу блестящему пластику по своим свойствам, не нанося при этом масштабного ущерба природе. Все это делает тему работы очень актуальной и значимой.

Цель исследования – создать образцы материалов, способных стать экологичной альтернативой блестящему в повседневной жизни.

Задачи исследования:

Изучить, как влияет производство пластиковой блестящей продукции на окружающую среду.

Сделать обзор экологичных материалов, выступающих альтернативой блестящему пластику.

Провести эксперимент по созданию экоматериалов в домашних условиях, оценить их свойства и предложить способы применения в повседневной жизни.

Методы исследования: анализ, наблюдение, сравнение, эксперимент.

Гипотеза исследования – в домашних условиях возможно создание экологичных материалов, не уступающих блестящему пластику по своим свойствам и не наносящим при этом вреда природе.

Результаты проведенного исследования имеют большую практическую значимость. Они позволят внести вклад в решение проблемы засорения природы пластиковым мусором, а также в просвещение молодежи, поскольку по данной теме планируется выступить перед одноклассниками. Материалы и выводы также можно будет использовать при проведении классных часов и уроков по окружающему миру.

1. Влияние производства блестящего пластика на окружающую среду

Тысячелетиями люди использовали блестящие пигменты, чтобы придать выразительности своим рисункам и макияжу: в ход шли хлопья слюды, пирит, измельченный зеленый малахит, галенит и другие минералы. К XIX веку блестки стали делать из порошкового стекла, а в 1934 году в их производстве произошел технологический прорыв: американский машинист Генри Рушманн случайно изобрел способ изготовления пластикового глиттера в огромных количествах. Основанная им компания до сих пор производит десятки тысяч видов блесток.

Пластик – это общее название материалов, основой которых являются высокомолекулярные соединения (иное их название – полимеры). Слово «пластмассы» означает, что эти материалы в процессе нагревания и давления способны принимать различные формы и сохранять заданную форму после охлаждения или отвердения. Обычные (синтетические) пластики получают из нефти и природного газа.

В последнее время много говорится об экологических проблемах из-за частиц микропластика, которые обнаруживаются повсюду, от Арктики до Антарктики, от вершины Эвереста до океанических глубин. На их разложения уходят столетия и, скапливаясь в огромных количествах, они неизбежно вредят экологии планеты.

Повсеместное использование блеска — одна из основных причин этой проблемы. Блестящий материал может оказаться следующим в очереди на плаху в рамках широких запретов на производство одноразового пластика. К сожалению, даже так называемые «экологически чистые» альтернативы ненамного лучше, потому что они часто все еще используют пластик и алюминий, чтобы придать покрытиям тех или иных вещей привлекательный блеск.

Однако, кроме всех своих замечательных свойств, пластик имеет два важных недостатка. Во-первых, он производится из невосстанавливаемых природных ресурсов: нефти, угля и газа. Во-вторых, химические свойства, сделавшие пластик невероятно полезным и прочным материалом, одновременно усложняют его утилизацию: для разложения некоторых видов пластика на свалках требуется очень много времени. Миллионы тонн пластика скапливаются в природе, загрязняя окружающую среду.

При этом само разложение пластика является серьёзной экологической проблемой. Во-первых, в воздух выделяется метан – парниковый газ, влияющий на процесс глобального потепления. Во-вторых, превращение пластика в микроскопические частицы загрязняет океаны, воздух и целые экосистемы.

Хочется верить, что как можно больше людей изменит свое отношение к пластиковым отходам. Но, к сожалению, это очень длительный процесс.

Решить проблему поможет производство новых экологичных материалов – они не наносят окружающей среде такой огромный вред, но при этом не уступают по своим потребительским свойствам. Рассмотрим основные из них.

2. Обзор экологичных материалов-заменителей блестящего пластика для изготовления украшений

Некоторые биоразлагаемые материалы для производства блёсток:

Растительный глиттер. В его основе — переработанная эвкалиптовая или кукурузная целлюлоза. Частицы такого глиттера легче, тоньше и мягче обычного, на коже ощущаются комфортнее. Он сертифицирован по международным экологическим стандартам и разлагается в естественной среде.

Минеральный экоглиттер. В его основе — измельчённая слюда, она же мика. Природный минерал очищают и измельчают до состояния шелковистой пудры, которая красиво отражает свет. Этот компонент гипоаллергенен и безопасен, подходит для всех типов кожи, не содержит пластика и не токсичен для окружающей среды.

Глиттеры на синтетической основе. В их основе — синтетическая слюда фторфлогопит, которая не растворяется в воде, не вступает в химические реакции с другими веществами и не вредит человеку и окружающей среде. Другой вариант синтетического глиттера — биоразлагаемый полимер молочной кислоты.

Некоторые материалы для создания блёсток:

Рассыпчатые блёстки или глиттер. Это мелкие светоотражающие частички, сделанные из мельчайших кусочков фольги.

Поталь. Тонкие металлические листки, которые по своему виду напоминают золото или серебро. Бывают листовые и в хлопьях, а также разных цветов.

Слюда. Блестящие частицы пластинчатой или чешуйчатой структуры.

Глиттер на растительной основе. Его делают из целлюлозы, изготовленной из твёрдых пород древесины (преимущественно из эвкалипта).

Глиттер на минеральной основе. Его производят из силикатных материалов горных пород.

Исследователи из Кембриджского университета разработали биоразлагаемый аналог блесток, который заменяет пластик и алюминий на целлюлозу на растительной основе и может производиться в больших масштабах. Он вообще не содержит пластика или алюминия, а состоит из коллоидных частиц нанокристаллов целлюлозы, полученных из клеточных стенок растений, фруктов, овощей и древесной массы. Блеск приобретает характерный блеск из-за несоразмерной структуры его поверхности, создавая переливающиеся эффекты, подобные тем, которые наблюдаются в павлиньих перьях или крыльях бабочек.

3.Создание кристаллов на основе солевого и сахарного растворов

Мне очень нравятся блестящие украшения, игрушки, предметы. И я захотела изготовить их самостоятельно. Ведь совсем скоро Рождественские и Новогодние праздники, и я смогу удивить своих родных необычными подарками. На уроках окружающего мира мы знакомились с темой «Свойства воды». Там я узнала, что вода прекрасный растворитель многих веществ, например, соли и сахара. Также я обратила внимание на то, что кристаллики соли и сахара блестят при попадании на них света. Блестящие кристаллы – рядом с нами! Тогда у меня появилась идея, на основании свойств этих веществ, создать собственные блестящие ёлочные игрушки.

В природе кристаллы образуются, например, при испарении воды. Так, под лучами жаркого летнего солнца вода в морях и соляных озёрах начинает испаряться. Кристаллы соли сначала плавают на поверхности воды, а затем оседают на дно, так образуются природные месторождения солей.

Я узнала, что кристаллы соли и сахара можно вырастить самостоятельно. Чтобы начать процесс выращивания кристаллов соли, требуется совсем немного усилий, хотя нужно будет подождать несколько часов или дней, чтобы увидеть результаты, в зависимости от используемого метода.

Опыт 1.Выращивание кристаллов соли на шерстяной нити.

Материалы:

поваренная соль (хлорид натрия)

вода

чистый прозрачный контейнер (банка)

кусок картона (по желанию)

нитка и карандаш

Метод выращивания кристаллов соли Прил.1-2

Приготовить солевой раствор. Для этого разогреть воду в большой кастрюле. Маленькую кастрюлю поставить на водяную баню в большую, насыпать соль в маленькую и залить дистиллированной водой. Если хочется получить цветной кристалл, нужно добавить в воду любой пищевой краситель. Перемешать лопаткой и подождать полного растворения — около 5 минут. Добавлять хлорид натрия, пока соль не перестанет растворяться.

Насыщенный раствор перелить в банку. Проследить, чтобы не растворившаяся соль осталась в кастрюле.

На карандаш прикрепить шерстяную нить, свободный конец нити, на которой будет расти кристалл, не доставал до дна примерно 4 сантиметра, опустить в банку с раствором. Карандаш установить на горлышке банки.

Поставить банку с раствором на один-два дня в таком месте, где его никто не будет трогать. После этого посмотреть на нить в банке: так как раствор остыл, растворимость соли уменьшилась, поэтому на ней начинают появляться кристаллы.

Поставить ёмкость с раствором в тёплое место. Прикрыть верх бумагой, чтобы замедлить скорость испарения и охлаждения в солевом растворе.

Опыт 2.Выращивание кристаллов соли и сахара на фигурках, изготовленных вручную.

Метод выращивания кристаллов соли Рис.1 и Прил 3.

Изготавливаем из цинковой проволоки и нитки каркасы новогодних игрушек

Также делаем игрушки из синильной проволоки

Готовим раствор:

Добавляем отдельно соль и отдельно сахар до полного растворения в чистую воду, мешаем, подогревая растворы, но не доводим до кипения.

Соль и сахар добавляем до полного насыщения растворов, до того момента пока они перестает растворяться.

Готовые растворы переливаем в тары для выращивания кристаллов, погружаем фигурки полностью в банки.

Начинаем эксперимент Табл.1

Вывод: в результате проведенных опытов за 7 дней эксперимента получить кристаллы сахарного раствора не удалось, а игрушки в солевом растворе из синельной проволоки и цинковой проволоки с нитью полностью покрылись кристаллической пленкой, образующей красивый блеск на свету.

5. Перспективы использования экоматериалов в повседневной жизни

Проведенные нами эксперименты по изготовлению экологичных материалов имеют большую практическую значимость. Процесс их изготовления понятен и прост, ведь мы смогли сделать их даже в домашних условиях, а польза для природы неоценима!

Как мы можем использовать подобные материалы в своей жизни? Вариантов очень много!

Думая о том, как можно применить полученные нами материалы, я посмотрела вокруг себя, на свой дом. Что может быть лучше Новогодней ёлки, украшенной игрушками, сделанными своими руками! Мои родные тоже могут получить в подарок Рождественский сувенир, сделанный руками родного человека с любовью и радостью. Блестки на моих ёлочных игрушках символизируют чувство чуда, волшебства и фантазии. Конечно, они далеки от совершенства, но главное, что они украшены экологичными блестками, и сделаны с любовью.

Результатами своей работы я поделилась с одноклассниками. Рассказала им о вреде пластика, о том, как изготовить экологичные блестки своими руками. Так мы можем спасти нашу планету, подарить радость своим родным и близким, если каждый человек задумается над этой проблемой и приложит усилия к ее решению.

Р ис.1

Табл.1

Заключение

История блесток для игрушек уходит корнями в древние времена. Частицы слюды использовались для украшения наскальных рисунков древних цивилизаций (египетской, греческой, римской) из-за их блестящих, светоотражающих свойств.

"Области применения блеска безграничны…Из пластика блестки формуют в виде множества продуктов и дисплеев. Косметическая промышленность использует блестки в качестве красителя для лаков для ногтей, составов на основе геля и пудр. В индустрии игрушек блестки используются в тканях, формованных из пластика и взвешенных в растворах. Блестки украшают лучшие в мире поздравительные открытки и используются трафаретными принтерами по всему миру для придания блеска тканям и бумаге.

Полностью отказаться от пластика невозможно. Как же мы можем помочь природе?

Самым перспективным способом мы считаем производство новых экологичных материалов – таких, которые не наносят окружающей среде большой вред, но при этом не уступают пластику по своим свойствам.

Изучив различные варианты экоматериалов, наш интерес вызвали те из них, которые можно изготовить самостоятельно в домашних условиях. Это изготовление блестящих ёлочных игрушек своими руками с использованием кристаллов соли в качестве блесток, как экологичной замене пластику.

Основным этапом нашего исследования стали эксперименты по созданию вышеуказанных материалов в домашних условиях. Мы изготовили образцы ёлочных игрушек из проволоки, нитей и раствора поваренной соли. Наши опыты доказали возможность использования этих материалов в качестве достойной альтернативы синтетическому пластику. В качестве доказательства из полученных образцов были изготовлены ёлочные игрушки.

В результате исследования гипотеза, выдвинутая в его начале, была доказана частично. Нам удалось создать материалы, которые способны выступить экологичной заменой синтетическому пластику, однако, по свойствам они им все же уступают: не такие прочные, универсальные, эстетически приятные, но изготовленные с фантазией, любовью и душой.

Другим практическим результатом исследования стало просветительское мероприятие – выступление на уроке перед одноклассниками. В ходе доклада ребята узнали о проблеме загрязнения планеты пластиком, о том, как самостоятельно изготовить экологичные материалы и познакомились с их образцами.

Мы уже не представляем свою жизнь без пластиковых вещей – они удобные, прочные и красивые. Но их производство и утилизация наносят природе непоправимый вред. Каждый человек может спасти нашу планету, если задумается над этой проблемой и приложит усилия к ее решению!

Список использованных источников:

1. Вред пластика для окружающей среды [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.oum.ru/literature/raznoe/vred-plastika-dlya-okruzhayushchey-sredy/

2. Вред пластика для окружающей среды и человека[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://green-club.su/plastik/

3. Как вырастить кристаллы соли.https://translated.turbopages.org/

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3