VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
На кончике пера
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Приоритетной задачей нашего государства на современном этапе развития общества является повышение уровня образованности населения и важное место отводится системе школьного образования, где обучение чтению и письму имеет первоначальное значение, становясь фундаментом развития дисциплин.
Письменные принадлежности — это инструменты, используемые для письма. Значение письменных принадлежностей в истории развития человечества колоссально, так как появление письменности позволило отделить опыт и знания от их непосредственного носителя- человека. Анализируя теоретические взгляды историков и литературоведов было замечено, что большое внимание уделяется развитию самого процесса письменности и очень мало внимания отводится эволюции развития предметам, с помощью которых на разных этапах развития письменности шел параллельный процесс усовершенствования: рука- палочка –перо- ручка.
Жизнь современного человека невозможно представить без ручки или карандаша, так как все мы стремимся стать более умными и образованными. Английский писатель Джон Рональд Руэл Толкин говорил о ручке: „Не имея возможности пользоваться карандашом или ручкой, чувствуешь себя беспомощным, словно курица, оставшаяся без клюва. “
Современные статистические данные историковедов сообщают о том, что ручками пользуется 92% населения Земли. Однако нет точных данных о том, сколько процентов населения пользуется ручками в России, известно только, что львиную долю потребителей ручек составляют студенты, школьники и рекламные агентства. По распространенным, но не проверенным данным, один россиянин использует в год три-четыре ручки. Этими фактами и определен выбор темы и ее актуальность.
Однажды летом у меня накопился целый пакет разных ручек, который я собирался выбросить. Чуть позже мне пришла идея сделать из них что-то полезное, но и она не была реализована. Тогда я заинтересовался методами утилизации ручек и самими ручками, именно поэтому я решил сделать научную работу по этой теме.
Цель исследовательской работы: изучить историю создания и разновидности пишущих предметов, узнать об их особенностях.
Задачи:
-изучить гусиные перья и процесс их заточки;
-рассмотреть современные виды ручек;
-исследовать процесс утилизации ручек;
-изучить механизм работы «космической ручки»;
-исследовать особенности использования черных гелиевых ручек;
-сравнить написание пером и другими письменными принадлежностями.
Объект исследования: гусиное перо, ручка.
Объекты для опыта: письменные принадлежности.
1.Перьевые ручки
Пользование гусиным или иным птичьим пером, например, индюшачьим, глухариным, вороньим и др., относится к глубочайшей древности, упоминание об этом встречается уже в VII веке нашей эры. Гусиное перо стало основным инструментом для письма повсюду (кроме стран Востока, где использовалось тростниковое перо), так в XVIII веке из России в Англию отправлялось в год более 25 млн. штук гусиных перьев. Птичьими перьями пользовались в течение десяти веков - до конца XVIII столетия, когда были изобретены более современные и практичные инструменты для письма.
1.1 Гусиные перья
Чаще всего для письма использовали гусиные перья. Причин для этого несколько:
очень удобная структура пера: имеет толстый полый стержень, имеющий объемное пористое основание, поэтому перо удобней держать в руке, чем перо любой другой птицы.
при наклонном срезе кончика пера обнажается пористая внутренность кончика, хорошо впитывающая чернила.
в меру мягкий стержень пера сохраняет форму, но в то же время скользит по пергаменту и бумаге без особого трения.
общедоступность и распространенность этой домашней птицы
Но даже у гусиных перьев были недостатки:
быстро затуплялись и их необходимо было постоянно подтачивать
недолговечность, даже самых ценных и дорогих перьев
лишь 3-5 самых крайних пера птицы подходили для использования для письма, кроме того значение имело право это крыло птицы или левое.
2. Опыт. Заточка гусиных перьев.
Еще до начала написания работы меня заинтересовал этот процесс, а именно - заточка пера, ведь как известно нельзя просто вырвать у гуся перо и начать писать. Есть определенные правила и принципы, которых придерживались люди несколько веков назад, о них я и хочу вам рассказать:
Найти гусиные перья
Поиск гусиных перьев - задача не из легких, а тем более зимой. Но к счастью у друга моего отца есть небольшая ферма, на которой кроме всего прочего водились гуси. Я попросил папу съездить на ферму и узнать про перья, которые в итоге достались нам в количестве 7 штук.
Вымыть и срезать «зубчики»
Доставшиеся перья были довольно грязными и шероховатыми. Я оставил перья в теплой воде, а после прошелся по ним скальпелем по всему стволу, срезая «зубчики». Необходимо делать это до тех пор, пока перо не будет удобно лежать в руке.
Закаливание в песке
После обрезки, ствол пера необходимо закалить в песке для того, чтобы он стал более твердым, жестким и пригодным для письма. Для этого я нагрел духовку до 50℃ и пересыпал песок в стеклянную банку. Позже я поставил банку с песком в духовку на 10 минут, а достав ее, сразу воткнул перо в песок и оставил его на 30 минут. Оптимальная температура и предельная осторожность позволит перу писать долго и качественно.
Срез кончика пера
Определившись, как удобнее держать перо при написании, а также запомнив, где будет верх, а где низ у пера, я сделал срез под углом приблизительно в 45°.
Удаление внутреннего содержимого
Пропихиваем внутрь ствола крючок для вязания и резко вынимаем. Таким образом зацепится внутренний пух, и его с легкостью можно будет вынуть вручную.
Формирование кончика
С помощью скальпеля я сделал срез под более острым углом, немного отступив в сторону оперения.
Формирование острия
В зависимости от ваших личных предпочтений, а именно насколько тонко и красиво вы хотите писать, заточите острие до желаемого размера.
2.1.Письмо самодельным пером
Письмо пером, у меня получилось с четвертого раза. Очень сложно наточить перо до тонкого кончика, даже самым острым ножиком. Из-за этого линии письма получаются как бы двойными. Необходимо часто, примерно через три-четыре буквы окунать перо в чернила, что через некоторое время сильно надоедает. При этом необходимо постоянно контролировать сколько чернил захватывается кончиком пера, так как если захватить большую каплю, то будет сразу клякса, или буква расплывется, а если захватить слишком мало, то перо начинает царапать бумагу.
У письма пером есть как преимущества, так и недостатки. Начиная с первого можно сказать что, люди в Западной Европе при обучению письму до сих пор используют перо, так как оно формирует красивый почерк, благодаря своей легкости и удобству. Кроме этого письмо пером достаточно экономично, стильно и может предоставить широчайший выбор цвета чернил. Именно из- за этих преимуществ, даже сейчас перьевая ручка может использоваться для письма.
Говоря о недостатках, письмо пером уже навсегда осталось в прошлом, так как человеку, привыкшему к современным ручкам очень неудобно постоянно подтачивать, макать и наблюдать за тем, как пишет перо. Я попробовал пописать около 10 минут и мне это максимально надоело по уже сказанным причинам. Но кроме всего прочего, это был довольно интересный и познавательный опыт, ведь я узнал и рассказал вам о том, как несколько веков назад люди подготавливали перо к письму.
3.Современные ручки
Несмотря на всеобщую компьютеризацию, переход на электронный документооборот, развитие интернет-сервисов для обмена письменными сообщениями и достижения техники в сфере фиксации информации, старая добрая ручка не сдает своих позиций. Представить себе жизнь и работу многих людей без этого простого и распространенного пишущего инструмента невозможно. Как бы быстро ни развивались технологии, от «аналогового» письма человечество не откажется еще очень долго. А вместе с ним будет потребность и в ручках.
3.1.Шариковые ручки
Принцип действия ручки был запатентован 30 октября 1888 года в США Джоном Лаудом. В последующие годы были изобретены и запатентованы различные конструкции шариковых ручек: 3 мая 1904 года — Джорджем Паркером, в 1916 году — Ван Вечтен Райзбергом.
Шариковая ручка — разновидность ручки, при письме которой чернила переносятся из резервуара на бумагу вращающимся шариком.
Р учка использует для письма стержень, изнутри заполненный чернилами пастообразной консистенции, с шариковым пишущим узлом на конце трубки (металлический шарик выполняет функцию переноса чернил с внутренней стороны стержня на внешнюю часть шарика, с которого чернила переносятся на бумагу). Таким образом шарик выполняет перекрывающе-переносящую функцию. Маленькое расстояние между шариком и стенками корпуса-держателя позволяет ему вращаться, перекатываясь оставляя на бумаге чернильный след.
Чернила для шариковых ручек изготавливают в виде густых паст на воскожировой основе. Как правило такая паста содержит жирорастворенный краситель, который при письме непрерывно смазывает и наносится на шарик, оставляющий на бумаге оттиск чернильного следа.
3.2.Гелиевые ручки
Гелиевые ручки были изобретены японской компанией, Sakura Color Products Corp., в 1984 году.
Гелиевая ручка — разновидность ручки, в которой для письма используется стержень, заполненный чернилами, с шариковым пишущим узлом на конце. В отличие от распространённых шариковых ручек, в которых пишущим материалом является чернильная паста, в ручках-роллерах используются гель или иная красящая жидкость на водной основе.
Благодаря меньшей вязкости чернила лучше впитываются, что позволяет данным ручкам оставлять след, схожий со следом перьевой ручки.
Чернила создаются с применением геля на водной основе и водорастворимого пигмента. Письмо гелиевой ручкой обычно мягче, чем шариковой, так как гель менее текучий по структуре и обладает большей вязкостью, что позволяет шарику легче вращаться. Кроме того, гелиевые чернила менее прозрачны, обладают качеством водостойкости и дают лучший результат при копировании, сканировании и распознавании документов.
3.3.Перьевые ручки
Перьевая ручка — ручка с перьевым наконечником в виде металлической пластинки, с которой чернила переносятся на бумагу.
Перьевые ручки бывают заправляемые и не заправляемые. Не заправляемые ручки во время письма периодически окунают в чернильницу для набора порции чернил.
Современная перьевая ручка обычно состоит из корпуса с заправочным механизмом, ёмкости для чернил, и раздвоенного пера. На сегодняшний день перьевые ручки массово применяются в школах Западной Европы на этапе обучения письму, при выполнении больших объёмов записей. В повседневном бытовом использовании перьевые ручки уступают другим типам ручек, прежде всего шариковым и гелиевым из-за простоты и дешевизны последних.
Металлическая перьевая ручка была впервые запатентована в 1803 году. Стальные перья появились в 1830-х годах и очень скоро, к 1850-м годам, использование гусиных перьев заметно снизилось, по причине резкого улучшения качества стальных перьев. Изготовление наконечников пера из сверх износостойких сплавов металлов платиновой группы - иридия, родия, осмия и т.д. позволило многократно увеличить срок службы пера.
Современные чернила изготавливаются из дистиллированной воды с добавлением красителя или пигмента, а также различных добавок и лубрикантов (материал, облегчающий трение). Добавки создают необходимую вязкость и обеспечивают равномерную и достаточную подачу чернил через капилляры к перу, а лубриканты добавляют ходу пера по бумаге плавности.
3.4.Капиллярные ручки
В 1928 году специалистами компании Rotring была изобретена первая чернильная ручка, названная «Tiku», в которой вместо обычного пера использовалась трубка. Она писала чётко, не оставляя потёков и клякс. В 1953 году на основе Tiku была создана капиллярная ручка, она позволяла проводить линию строго определённой толщины и обеспечивала равномерную подачу чернил.
Основой капиллярных ручек является синтетический стержень. Такой стержень укрепляется в металлической или пластмассовой трубке, с целью дальнейшего обеспечения надёжной работы ручки. Т.е. таким образом, налаживается контакт с волокнистым стержнем в основной части корпуса, который в свою очередь пропитан специальными чернилами. Вот только, увы, такие ручки являются одноразовыми.
Капиллярная ручка- инструмент для выполнения точных чертёжных работ. Состоит из небольшой трубки и баллончика для туши. Внутри трубки расположена тонкая игла, которая отвечает за стабильную подачу краски. Его удобно применять для создания чертежей и рисунков тушью. Используется архитекторами, художниками-графиками, картографами, инженерами, оформителями, дизайнерами.
4. Утилизация ручек
4.1.Цифры не врут
На примере гимназии 5 я решил выяснить, сколько кг мусора одними только ручками производят ученики и учителя одного учебного заведения. Для этого я зашел на официальный сайт гимназии и нашел в соответствующем разделе информацию о количестве учеников и учителей моей школы. Кроме того, я провел опрос и выяснил, что ученики нашей гимназии в среднем используют 18 ручек за один учебный год. А также я нашел массу 1 шариковой ручки. В таком случае не сложно подсчитать, какое количество мусора создает наша гимназия за 1 учебный год:
Масса одной ручки
18 ручек/год х (1043 учеников в гимназии + 70 учителей и другого персонала в гимназии) х 5 грамм (средняя масса одной ручки) =100170 грамм =100,17кг мусора/учебный год.
Только представьте себе, более 100 кг мусора производит только наша гимназия! Это очень много, даже без учета воскресной школы.
Используя эту информацию, я решил провести еще некоторые вычисления, а именно узнать, сколько мусора создает один человек за все время обучения (воскресная школа - 2 года, школа- 11 лет, ВУЗ- 5 лет):
18 ручек/год х 18 лет учебы х 5 грамм (средняя масса ручки) = 1620 грамм = 1,62 кг мусора
Более 1,5 кг мусора производит обычный человек на одних только ручках! Если вам кажется, что это мало, то подумайте о более весомым вещах, наносящих вред окружающей среде.
4.2. Корпус ручки
Корпус современной ручки изготовлен в большинстве случаев из пластмассы или железа. И если железо не слишком вредно для окружающей среды, то с пластиком, к сожалению, все наоборот. Так железные ручки разлагаются в природе за 20 лет и не слишком популярны из-за своего большого веса и стоимости. Природные потери от них минимальные, так что нет смысла рассказывать о них слишком подробно.
Ручки из пластмассы разлагаются в природе за 500 лет и являются довольно популярными, так как они дешевые, легкие и не сложны в производстве. Чаще всего ручки этого типа изготавливаются из пластмассы типа № 1. Это полиэтилентерефталат (пластмасса ПЭТ или ПЭТФ), материал, из которого делают пластиковые бутылки. ПЭТ — самый часто используемый в мире тип пластмассы, не самый эко логичный, но дешевый материал. Когда его перерабатывают вторично, то делают хозяйственные сумки, мебель, ковры, и новые контейнеры для напитков.
Пластмасса типа №2- это полиэтилен высокой плотности (HDPE или PEHD). HDPE- эко логичный, не опасный для употребления внутрь, но довольно дорогой пластик, так как чтобы изготовить из него корпус ручки надо сперва что- то переработать, например, бутылки. Из полиэтилена делают большие контейнеры для молока, сока, и чистящих средств. Переработанная пластмасса идет на изготовление бутылок и ручек.
4.3.Методы утилизации ручек
Если вы накопили большое количество различных ручек и не знаете, что с ними делать, то я хочу предложить вам следующее:
У знайте о программе утилизации отходов в вашем городе. Во многих городах и поселках теперь имеются точки сбора отходов для вторичной утилизации. На карте, показанной ниже, указаны точки, куда можно сдать пластиковые отходы, в том числе и ручки.
Приобретите контейнеры для вторсырья. Вы можете зарегистрироваться, чтобы специальные машины приезжали к вам и забирали ваши пластиковые отходы.
Относите пластмассовые отходы к точкам сбора вторсырья. В городах часто устанавливают большие контейнеры для сбора пластмассы, бумаги, и стекла. Как правило, они находятся возле школ или муниципальных зданий.
Каждый из нас уже сегодня должен делать все возможное, чтобы уменьшить объемы вредоносных отходов, так как в будущем это может сыграть злую шутку.
5. Исследование. Особенность использования черных гелиевых ручек.
Наверняка, каждый из нас слышал о том, что бланки ОГЭ и ЕГЭ нужно заполнять только черной гелиевой ручкой. Причиной, как известно, является то, что компьютер может читать только максимально четкие надписи. Но что на счет подписи в паспорте? Неужели там тоже важна четкость?
Чтобы в этом разобраться я сравню надписи, сделанные разными чернилами. Любой текст, написанный ручкой, со временем исчезает. Дело в том, что на воздухе чернила окисляются. Но какая из надписей окислится и исчезнет позже остальных?
Чтобы ускорить этот процесс я возьму немного марганцовки и разведу ее с уксусом, в результате получился сильный окислитель. Мощное оружие против чернил.
Далее я взял 4 ручки: черная шариковая, черная гелиевая, синяя шариковая, синяя гелиевая. Выбор обусловлен тем, что я постоянно использую именно эти цвета и виды ручек.
Первоначально, я обработал небольшую часть каждой надписи.
Спустя пару минут я нанес еще немного окислителя. Изменения вы можете наблюдать на фотографиях.
Затем я обработал надпись черной гелиевой ручкой полностью, но даже это не дало результатов.
5.1.Итоги и причины
Итогами стало то, что синяя шариковая ручка окислилась и исчезла первой, синяя гелиевая- второй, черная шариковая- третьей, а черная гелиевая ручка совершенно не поддалась окислению и осталась такой же видной и яркой, как и раньше.
Но почему именно так? Почему одни ручки исчезли через пару минут, а другие нет? Давайте разбираться:
Начнем с надписи, сделанной обыкновенными синими чернилами. В них содержится анилиновый краситель- резорцин, который быстро окисляется, тот же краситель содержится в синей гелиевой ручке, поэтому обе надписи легко сводятся под действием окислителя.
Черной шариковой ручке цвет придает еще один анилиновый краситель- нигрозин, он тоже быстро окисляется и надпись сводится на раз. Нигрозин более устойчив к окислению, чем резорцин, поэтому черная шариковая ручка продержалась дольше синих, и надпись исчезла только со второго раза.
А вот в чернилах черной гелиевой ручки содержатся сажа и графит, которые настолько сильно въедаются в бумагу, что их очень сложно удалить. Именно эти чернила устойчивы к окислению и исчезнут через очень продолжительное время.
Исходя из полученных результатов, можно сказать, что такая популярность использования черных гелиевых ручек полностью оправдана, ведь доверять свою подпись в паспорте или ответы в бланке экзамена нужно только самой лучшей и проверенной ручке, и как известно черная гелиевая ручка справляется с этим на отлично.
6. Вывод
В ходе исследования мне удалось выполнить все поставленные перед собой задачи, а именно:
-изучить гусиные перья и процесс их заточки;
-рассмотреть современные виды ручек;
-исследовать процесс утилизации ручек;
-изучить механизм работы «космической ручки»;
-исследовать особенности использования черных гелиевых ручек;
-сравнить написание пером и другими письменными принадлежностями.
Но на этом моя работа не подходит к концу. Так как за все времена накопилось большое количество информации по теме письма, и я собираюсь изучить то, как писали люди еще до изобретения пера.
7. Список литературы
Краткая история шариковой ручки //www.з74.ru, от сложного к Простому, № 32, 2007 г.
Самокатов В. «Полезное изобретение отправят на свалку», статья 09.06.07 г.
Тартаковский Д. «Письма русского света XIX столетия // Почта России, № 1, 2005.
Интернет-сайты:
Васильев В.Г. «История пера для письма» // www.lib.tstu.tver.ru. (11.08.2018)
3. 3анимательная техника в прошлом. История пера и пишущей машинки // www.inventors.ru. (11.08.2018)
История ручки // www.2var.ru. (19.08.2018)
Перо и чернильница на Руси XVII века // www.officemart.ru. (02.09.2018)
Самокатов В. «Полезное изобретение отправят на свалку истории» // www.utro.ru. (09.09.2018)