Название(я): Исследования доступных жидкокристаллических систем
Номер в каталоге: 15
Основной предмет (школа): физика
Область знания (ВУЗ): лиотропные системы с ПАВ и диаграмма состояния, нелинейно – оптические свойства
Актуальность: Большинство школьников слышало о жидких кристаллах, но никогда с ними напрямую не работало. В то же время, это достаточно доступный и интересный объект для исследований, затрагивающий не только важные вехи развития науки и техники, но и раскрывающий важные аспекты явлений самосборки и самоорганизации, вопросы химической термодинамики, процессы получения наноструктурированных материалов, многих современных «умных» устройств.
Новизна: литературное и экспериментальное ознакомление с вопросами получения и поведения жидких кристаллов и их практического использования
Цель: изучение свойств и поведения жидких кристаллов
Задачи:
1. теоретическое ознакомление с историей открытия, классической классификацией термотропных и лиотропных жидких кристаллов (нематики, смектики, холестерики), полимерных и других жидкокристаллических систем, их использованием при синтезе мезопористых и прочих наноструктурированных наноматериалов, нанокомпозитов, в устройствах отображения информации (разные типы ЖК – дисплеев и пр.).
2. литературный анализ методов получения жидких кристаллов в процессе органического или неорганического (например, оксид ванадия (V) и ленточные изополиванадаты в растворе) синтеза, наличия ЖК в природных системах и техногенных продуктах.
3. лабораторный синтез или получение в готовом виде поверхностно – активных веществ, которые могут участвовать в формировании лиотропных жидкокристаллических систем (например, использование поверхностно – активных веществ мыла, СМС (синтетических моющих средств), некоторых полимеров и пр.), а также веществ, которые являются термотропными жидкими кристаллами (возможны и другие варианты, которые могут возникнуть в результате предварительного литературного поиска).
4. построение фазовых диаграмм (параметры температуры, концентрации, системы типа вода – масло - ПАВ), изучение влияния типа ПАВ (или термотропного жидкого кристалла) и других факторов (магнитных, электрических полей, фотофизического и фотохимического воздействия и пр.).
5. исследование оптических свойств жидкокристаллических систем (наличие «текстур», вращение плоскости поляризации света и пр.)
6. обобщение полученных результатов
Экспериментальные подходы: органический синтез «палочкообразных» молекул с большим дипольным моментом (или других вариантов, необходимых для создания ЖК - систем), работа с растворами, проведение измерений оптических характеристик, использование оптической микроскопии (в поляризованном свете)
Методические подходы: освоение понятия «фазовая диаграмма», «самосборка», «мезофаза» (позиционный и ориентационный параметры порядка), «наноструктурированная система», «поляризация света»
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: в зависимости от выбора объектов исследований в результате литературного поиска, оптическая микроскопия в поляризованном свете
Освоение школьником теоретического материала: построение фазовых диаграмм, диполь – дипольные взаимодействия, химия растворов
Навыки, получаемые школьником: освоением работы с оптическим микроскопом, приготовление растворов
Предшествующий материал по школьной программе: отдельные главы органической химии, электролитическая диссоциация, химическая связь, строение молекул, электромагнитное излучение
Роль учителя: общее руководство проектом, предотвращение разборки (уничтожения) опасных (при разборке) объектов, содержащих жидкие кристаллы
Возможная помощь тьюторов: обеспечение реактивами и лабораторной посудой, консультативная помощь, обеспечение специальной литературой, допуск к современному оптическому микроскопу и системам записи изображения
Техника безопасности: техника безопасности при работе в школьной лаборатории
Примечания: можно пытаться совместить «удачную» жидкокристаллическую систему и магнитные наночастицы для того, чтобы попытаться управлять упорядочением в жидкокристаллической системе (и поэтому оптическими свойствами) с помощью внешнего магнитного поля.
Один из представителей жидкокристаллических систем.
Первичные литературные ссылки для начала поиска: жидкие кристаллы
Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):
- 1.Cупергидрофобные покрытия природного происхождения с эффектом «лотоса»
- 2.Покрытия - хамелеоны
- 3.Синтез и исследование нетоксичных квантовых точек
- 4.Благородная металлическая радуга
- 5.Получение искусственных опалов
- 6. Синтез и свойства люминофоров
- 7.Получение вспененного графита и графена
- 8.Сорбционные свойства силикагеля
- 9.Абразивные материалы
- 10.Эффект Тиндаля
- 11.Электрохромные материалы
- 12.Металлотермическое получение материалов
- 13.Свойства двумерных нанореакторов.
- 14.Магнитные жидкости
- 16.Силикатный сад
- 17.Жизнь и смерть липосом
- 18.Фунгицидные и бактерицидные наноматериалы
- 19.Химические источники тока
- 20.Вселенная клеточных автоматов
- 21.Сканирующая зондовая микроскопия
- 22.Клатраты
- 23.Проводящие полимеры
- 24. Наноматериалы на основе диоксида титана
- 25.Собственный фильтр для очистки воды
- 26.Биокерамика
- 27.Защита документов от подделки
- 28.Дурацкая замазка
- 29.Кольца Лизеганга
- 30. Разделение наночастиц
 |
|
