SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KON TUM
***
CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬTCẤP TỈNH
DÀNH
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC
NĂM HỌC 2019-2020
LĨNH
VỰC NGHIÊN CỨU: HOÁ HỌC
DỰ ÁN: PHẤN PHẢN QUANG
A. Lí do chọn đề tài.
Những viên phấn nhỏ bé là một phần
không thể thiếu trong hoạt động dạy-học trong nhà trường và một số hoạt động
trong đời sống. Qua bao năm tháng, những viên phấn ấy ngày càng được cải tiến
và hoàn thiện. Từ một viên phấn thông thường, phấn không bụi và cho đến hôm nay
đã là “phấn phản quang”.
Đề tài được lấy ý tưởng từ đồng phục
của các cô chú lao công. Trong điều kiện lao động phức tạp, đồng phục của họ
thường có các dải băng dài có thể phản quang trong bóng tối. Qua tiếp xúc cũng
như trải nghiệm, em ngày càng hứng thú với dải băng kia cũng như cơ chế hoạt
động của nó. Từ đó, bản thân em suy nghĩ và ôm ấp ước mơ chế tạo một sản phẩm
cũng có khả năng tương tự nhưng không bị gò bó về hình dạng cũng như cách thức
sử dụng. Đồng thời trong quá trình học
tập, em nhận thấy có nhiều buổi học đặc biệt trong những ngày trời âm u, các
tiết học cuối buổi chiều khi không có điện, thầy cô giáo viết trên bảng các em
ở phía dưới quan sát không rõ.
Kết hợp hai yếu tố trên, em bắt đầu
tiến tới việc nghiên cứu những viên phấn có khả năng phản quang, giúp thỏa mãn
ước muốn của bản thân cũng như làm gì đó giúp ích cho cuộc sống.
B. Câu hỏi nghiên cứu; Vấn
đề nghiên cứu; Giả thuyết khoa học.
1. Câu hỏi nghiên cứu
Làm thế nào để chế tạo
ra những viên phấn khi viết có khả năng phản quang giúp quan sát dễ dàng trong
bóng tối.
2. Vấn đề nghiên cứu; Giả thuyết khoa học.
- Khả năng phản quang của
“phấn phản quang” là rất tốt, kích thước có thể thay đổi, ít bụi, dễ tẩy xóa; Sử
dụng hiệu quả trong trong các trường hợp như: Ghi trên các biển báo đặc biệt là
trong các bãi giữ xe vào buổi tối, các hoạt động ngoài giờ lên lớp tổ chức tại
trường vào buổi tối, trang trí đẹp mắt…
- Góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe.
- Sản
phẩm không những có khả năng phản quang trong bóng đêm, ít bụi mà còn có thể điều chỉnh độ mềm cứng tùy vào thói
quen của người sử dụng (phù hợp với từng công việc như: viết chữ đẹp, giảm mỏi
tay, phù hợp cho từng loại bảng…).
- Đây
là sản phẩm mới, chưa có mặt trên thị trường hiện nay.
C. Tiến hành nghiên cứu
1. Nguyên liệu
- Bột đá nhẹ CaCO3 (hoặc bột đá của vỏ sò
điệp hay các loại vỏ sò khác có màu trắng)
- Chất kết dính keo PVA (polyvinyl acol). Có công thức Hóa học là
[-CH2CH(OH)-]n.
Đặc điểm chính của keo PVA là tăng độ dẻo
Khả năng kết dính cao, Không độc tính. Chống ẩm. Khi đông cứng, nó
không trở nên giòn quá mức. Được Sử dụng trong sản xuất giấy, dệt; Là một loại lớp phủ có
màu trắng, không mùi.
- Mỡ động vật: Nhằm điều chỉnh độ cứng khác nhau cho viên phấn.
- Bột dạ quang loại không gây độc hại. Là loại hợp chất dạng bột khi gặp ánh sáng sẽ hấp thu năng
lượng ánh sáng trực tiếp và nhả ánh sáng khi đã đủ năng lượng ánh sáng.
2. Cách làm
- Cho bột nhẹ CaCO3, keo PVA, nước, mỡ động vật, bột
dạ quang trộn chung lại với nhau theo tỉ lệ
+ 85% bột nhẹ CaCO3.
+ PVA 2%.
+ Chất hóa dẻo OP hoặc dầu mỡ từ 0,5~0,7%.
+ Bột huỳnh quang từ 12 ~ 13%
+ Pha thêm nước, quấy đều cho độ ẩm phù hợp.
Tùy vào mục đích sử dụng mà ta chọn màu bột dạ quang khác
nhau, tùy thuộc vào nhu cầu độ cứng của phấn ta có thể thay đổi tỉ lệ keo PVA
phù hợp (keo càng nhiều, viên phấn càng cứng).
- Nén thành viên phấn: Sử dụng ống tre có kích thước rỗng bên
trong vừa tầm tay hoặc vừa bằng viên phấn trên thị trường. Hoặc có thể sử dụng
bất kì vật liệu khác. Chẻ ống tre làm đôi. Dùng dây buộc chặt trở lại. Đưa hỗn
hợp vào và nén chặt.
- Phơi khô trong vòng 4 ngày hoặc nung khoảng 2 giờ trong lò
vi sóng.
- Tháo dây buộc ống tre và sử dụng.
3. Nguyên tắc
hoạt động:
- Bột dạ quang trong phấn có khả năng phản
quang trong điều kiện ánh sáng yếu, giúp nhìn rõ vào thời điểm chiều muộn hoặc
tối.
- Bột đá nhẹ CaCO3 nặng nên vẫn tạo
ra bụi nhưng chúng lắng xuống nhanh hơn, không phân tán trong không khí như bụi
phấn thông thường.
(Ứng dụng: Sử dụng
trong các loại biển báo giao thông, tận dụng ánh sáng từ đèn xe qua đường để hấp
thụ ánh sáng và phản quang; viết trên bảng của lớp học trong những buổi học trời
âm u, không có điện; Viết lên các biển chỉ dẫn nơi để xe của khách, của học
sinh, trong nhà xe các buổi tổ chức hoạt động ngoài giờ lên lớp vào ban đêm tại
trường học …)
- Cơ chế tương tự đối với các loại biển quảng
cáo, sử dụng để trang trí tại nhà hay lớp học.
4. Giá thành
nguyên liệu
- Bột dạ quang: 100.000/100g
- Bột đá nhẹ CaCO3: 5.500 đồng/1kg
- Keo PVA: 50.000/1kg
- Mỡ động vật, khuôn đúc,..
5. Triển
vọng của sản phẩm:
- Có
thể phảt triển rộng rãi do chưa có sản phẩm cạnh tranh.
- So
sánh giá cả viên phấn của em với việc đi mua các dải vải dạ quang để làm các biển
báo hay trang trí thì giá thành chắc chắn sẽ rẻ hơn, nhanh, gọn, dễ dàng thay đổi
kiểu dáng, nội dung khi sử dụng.
6. Hạn chế
- Bị rửa trôi khi sử dụng ngoài trời
mưa.
- Bề mặt viên phấn có tính thẩm mỹ chưa
cao.
7. Hướng
phát triển
Nghiên cứu cải tiến để sản phẩm có thể sử dụng
được cả trong điều kiện trời mưa không bị nước rửa trôi.
D. Kết quả,
kết luận
1. Kết quả
Sau quãng thời gian nghiên cứu và chế tạo, sản
phẩm tạo ra đã hoàn tất và được đưa vào sử dụng thực tế. Thực hiện được mục
tiêu đề ra.
Hình ảnh minh hoạ kết quả:
2. Kết luận
- Sản phẩm “phấn phản quang” là một sản phẩm
nhỏ gọn, sử dụng linh hoạt, tiện lợi. Đáp ứng được nhu cầu bảo vệ môi trường và
sức khỏe. Sản phẩm thực hiện tốt khả năng phản quang trong quá trình sử dụng. Đồng
thời giúp kích thích khả năng tư duy, sáng tạo của các bạn học sinh.
- Sản phẩm này vẫn chưa thực sự hoàn thiện,
em vẫn còn hi vọng được tiếp tục nghiên cứu để sản phẩm hoàn chỉnh hơn, tiết kiệm,
hiệu quả, thời gian phản quang lâu và sáng hơn.
E. Tài liệu
tham khảo
- Sách Giáo khoá Hoá học lớp 12-NXB Giáo dục
Việt Nam-Năm 2014
- Sách Giáo khoá Hoá học lớp 11-NXB Giáo dục
Việt Nam-Năm 2014
- Internet – Wikipedia bách khoa toàn thư mở.
+ https://vi.wikipedia.org/wiki/Canxi_cacbonat
+ https://ducthanhresin.com/bot-da-quang
+ https://www.yan.vn/quy-trinh-lam-ra-phan-viet-bang-147062.html
- Sách báo hàng ngày.
0 Nhận xét