Самовостанавливающиеся материалы –биопластик

Вопрос: Особенностью данного полимера является его структура. В ней содержаться микрогранулы, заполненные особой жидкостью. При повреждении этих микрогранул жидкость вытекает и «заделывает» образовавшееся повреждение. Аналогичный эффект можно увидеть, скажем, при порезе кожи. На месте пореза образуется кровяной сгусток, который со временем застывает и тем самым закрывает рану. Области применения материала: медицина, космический и подводный транспорт

.

Ответ: Технология пока находится в разработке. Производство требует вложений. Получите Ваучер на 10 млн. нанофьючерсов. Человеческое тело само обладает удивительной возможностью к самовосстановлению. Однако предметы, окружающие его, к сожалению, такой возможностью не обладают.

Биофизик из Иллинойсского университета разработал биопластик, обладающий возможностью восстанавливаться. Инженеры не планируют останавливаться на достигнутом. Проблема же самовосстанавливающихся материалов, как и любой другой новой технологии, заключается в том, как сделать их экономически выгодными для использования. В перспективе видится создание бетона, асфальта, а также металла, обладающих свойствами самовосстановления. Только представьте: города с идеальными вечными дорогами! 

 

НЕИЗВЕСТНЫЙ ИНВЕСТОР

 

Подведение итогов:

Шаг 1. Команды подводят итоги и предъявляют банкиру и маклеру свои деньги.

Шаг 2. Объявляется команда-победитель с наибольшим количеством нанорублей. 

Шаг 3. Вручается диплом-победителя.

 

2. Интеллектуальный квест «Брейн!»

 

Жанр встречи и время: занятие, 45–60 минут

Смысл:

– Познакомить школьников с рядом новейших технических разработок, в том числе, нанотехнологий.

– Развить рационально-критическое отношение к событиям современной науки и техники.

– Поддержать развитие интуиции как одного из ресурсов инновационного поведения.

Игровая модель: кто точнее «прикинет» правильный ответ, сделав нужные расчеты.

Возраст, количество участников, форма организации работы: школьники от 10 до 20 человек Командная работа: 4–5 групп по 4–5 человек

Ресурсное обеспечение:

1. Оргтехника: проектор; экран; колонки; компьютер с возможностью демонстрации стандартных презентаций; секундомер; игровая «валюта»; диплом победителя игры. 

2. Оборудование и материалы для работы: индивидуальные гаджеты; калькуляторы; игровые жетоны.

3. Методические материалы: презентация с игрой.

 

Подготовка к квесту.

1. Загрузить презентацию с игрой на компьютер и экран.

2. Распечатать и нарезать игровые жетоны

3. Расставить ученические столы так, чтобы разместить 4-5 команд по 3-6 человек.

4. Разложить на столы по 2 листа бумаги формата А4, ручки, калькулятор (можно пользоваться собственными калькуляторами в телефонах).

Примечание 1:

• все материалы урока (презентация, «игровые жетоны», бланки с ответами) должны оставаться только у учителя.

• Демонстрация школьникам любых материалов до игры может снизить игровую мотивацию во время урока.

 

Этапы и время	Действия организатора (педагога)	Действия участников (школьников)
Приветствие, организационный этап (5 минут)	Организатор приветствует класс, затем предлагает детям разделиться на команды по 4– 5 человек.   Педагог: Главная формула научного открытия: «Интуиция + расчет». Эта формула применима не только к теоретическим идеям, но и к практическим изобретениям. Дмитрий Иванович Менделеев «увидел» свою периодическую таблицу во сне в позапрошлом веке, а сегодня новые элементы продолжают открываться в лабораториях согласно его теории. Альберт Эйнштейн предсказал открытие гравитационных волн, которые были обнаружены учеными в 2015 году. В 1965 году программист Гордон Мур сформулировал закон, согласно которому число транзисторов на микросхеме будет удваиваться каждые два года. Этот закон продолжает действовать и сейчас, хотя… Чуть позже мы еще скажем об этом. Годом раньше — в 1964, физик-теоретик Питер Хиггс предсказал вероятность открытия элементарной частицы, которая бы завершила описание Стандартной модели физики элементарных частиц. Понадобилось почти полвека, чтобы обнаружить эту частицу (2012 год), названную «бозоном Хиггса». Никола Тесла строил свои фантастические прогнозы и изобретения на точнейшей расчетах и почти магической интуиции.	Дети разделяются на 4–5 команд  по 4–5 человек. Затем слушают.
Объяснение правил игры (5 минут)	Учитель:  Мы предлагаем вам испытать свои способности к научному мышлению. Задачи, которые вам предстоит решить, касаются вполне конкретных процессов и материалов. Основываясь на известных вам величинах и закономерностях, вы будете «предсказывать» свойства изделий, материалов, механизмов. Кто окажется точнее в своих «прикидочных» расчетах, тот и победит в игре. На решение одного кейса отводится 90 секунд. – Наиболее верный ответ, максимально точный по своим расчетам, оценивается в 4 жетона. За приведенное доказательство (обоснование своего решения) на усмотрение ведущего могут быть добавлены еще 1–2 жетона дополнительно. – Наименее верные ответы оцениваются в 1 и 2 жетона, соответственно, по мере их удаления от истинного значения, о котором сообщает ведущий в каждом кейсе. Вопрос, оставленный без ответа, не оценивается.    Выигрывает команда с наибольшим количеством жетонов.   Игра проходит в один тур с пятью кейсами.   Будьте внимательны при решении кейсов, данные могут быть избыточными или недостающими. Вы можете пользоваться интернетом и калькулятором, но помните, у вас только 90 секунд на обсуждение и решение. Внимание, пробный кейс: «Нано-парашют».	Дети слушают, задают вопросы, решают пробный кейс
Решение кейсов. Первый кейс (6–7 минут) Второй кейс (6–7 минут) Третий кейс (6–7 минут) Четвертый кейс (6–7 минут) Пятый кейс (6–7 минут)	Чтение и разъяснение кейса. Объявление ответа. Необходимо следить за временем решения кейса: 90 секунд.  Награждение жетонами.	Решение кейса – 90 секунд. Объявление варианта ответа. Доказательство решения.
Подведение итогов (10 минут)	Подсчет жетонов. Подведение итогов игры. Награждение и впечатления от игры. Шаг 1. Команды подводят итоги и предъявляют ведущему свои жетоны. Шаг 2. Объявляется команда-победитель с наибольшим количеством жетонов. Шаг 3. Победителю вручается диплом. Возможно, вручаются поощрительные призы.	Команды подводят итоги и предъявляют свои жетоны.

 

Как лучше награждать и мотивировать детей?

1. Может быть несколько призовых мест на усмотрение ведущего.

2. Не жалейте игровых жетонов. Алгоритм получения дополнительных жетонов следующий:

– ведущий определяет команду, наиболее точно (близко к настоящему ответу) назвавшую искомую величину (вес, объем, частоту и т. п.);

– ведущий предлагает этой команде обосновать свое решение, объяснив ход расчетов. Если команда это делает, ведущий удваивает их выигрыш, добавляя жетоны; если команда не может этого сделать, ведущий предлагает ту же возможность следующей по рейтингу данного кейса команде. И удваивает игровой выигрыш (по данному кейсу), соответственно, у второй команды.

3. Разрешите пользоваться любыми гаждетами. В игре возможно использование командами гаджетов (смартфонов, планшетов и т. п.) с выходом в интернет. На первом же кейсе это дает представление о том, как разумнее распределять время обсуждения и роли в команде. Ведущему важно знать, что прямых ответов на игровые кейсы в интернете нет, но промежуточные сведения (например, число мест в Боинге 777) вполне можно найти, и это поможет в решении.

 

К квесту прилагается презентация (Мультимедийное приложение №2)

 

ЗАДАНИЕ

Пробный кейс: Нано-парашют

Вопрос: Чудо-материал графеновый аэрогель, который легко держится на лепестках цветка за счет почти ничтожного веса, может быть использован в производстве парашютов. Пористый материал, созданный командой исследователей из Китая, состоит из лиофилизированного углерода и оксида графена. На сегодняшний день графеновый аэрогель является самым легким твердым материалом в мире.

Профессор Чао считает, что наличие таких парашютов на борту самолета может успокоить взволнованных пассажиров, а в случае аварии – даже спасти им жизнь.

Изобретатель также сообщил, что в будущем графеновый аэрогель может стать основой одежды. Некоторые производители уже выразили желание разработать новый тип одежды с использованием этой технологии.

 

Прикинем?

Как вы думаете, насколько увеличится общий вес авиалайнера Boeing 777, если его оснастить сверхлегкими парашютами на основе графенового аэрогеля? По оценкам ученых, готовое устройство (парашют) будет весить чуть меньше футболки. Сообщите свой ответ в точных весовых единицах.

 

Ответ: Из расчета на 330 мест, вес самолета увеличится всего на 60 кг.

1. Пожать руку звуку

Вопрос: Японские инженеры разработали технологию, позволяющую создавать сверх-реалистичные голографические копии предметов, которые можно трогать, ощущая эффект реального прикосновения.

Система состоит из двух камер, стенки которых являются голографическими проекторами. Человек может, к примеру, поместить в одну из камер свою руку – и в соседней камере появится голографическое изображение его кисти.

Сенсоры первой камеры, фиксируют малейшие движения реальной руки, а голограмма в соседней камере меняется в зависимости от совершаемых жестов.

Если кто-то подойдет к такой камере, то сможет даже пожать голографическую копию руки и ощутить прикосновение к чему-то осязаемому.

Этот эффект достигается за счет генератора ультразвука, который создает внутри второй камеры соответствующее давление на настоящую руку, тем самым воспроизводя тактильные ощущения.

Воспроизводить прикосновения к несуществующему предмету при помощи ультразвука небезопасно. Стоит увеличить давление, и ультразвук повредит нервы и другие живые ткани.

 

Прикинем?

Прикиньте, какова может быть частота безопасной звуковой волны, которая создаст тактильное ощущение прикосновения к фалангам пальцев?

Будет ли эта частота слышна человеческому уху?

Дополнительная информация:

Скорость звука 330 м/с

Человеческое ухо воспринимает частоты от 20 Гц до 20кГц

Подсказка:
Для определения частоты звука, разделите скорость звука на длину волны, которая будет ощущаться в прикосновении с «голограммой».

 

Ответ:

«Скорость звука поделить ты должен на длину волны его.

Фаланга пальца будет длинной ее»(Магистр Йода).

 

f = 330 м/с: 1 см = 330:0,01 = 30000 Гц = 30 кГц

«Ухо человеческое не воспримет звука этого!...»

 

Солнечный полет

Вопрос: Самолёт, питаемый исключительно солнечной энергией, завершил очередной этап своего кругосветного путешествия.

Ещё в мае организаторы планировали перелететь Тихий океан на самолёте «Солар». Но погодные условия помешали реализовать задуманное. Несколько недель спустя всё же удалось завершить эту миссию и совершить перелёт из Японии к Гавайским островам. Общая дистанция полёта составила 5061 милю. Это новый рекорд дальности полёта для самолётов на солнечных батареях.

При этом также был установлен новый рекорд продолжительности безостановочного одиночного полёта. Предыдущий рекорд составлял 76 часов.

 

Прикинем?

Прикинем за какое время удалось без остановок преодолеть Тихий океан самолёту на солнечных батареях…

Дополнительная информация:

–расстояние между Японией и Гавайскими островами - около 5061 мили

–массовая энергоотдача  200 Wh/kg = 720 kJ/kg

–крейсерская скорость – 70км/ч

–имеет размах крыла 63,3 метра

–массу – 1600 кг

–высота полета – 8500 м

–взлетно-посадочная скорость – 35 км/ч

1 миля = 1,61 км

Ответ: Потребовалось почти 5 суток – 118 часов.

 

Глиняный небоскреб

Вопрос: Стартам из Университета Твенте (Нидерланды) разработал материал под названием "флексирамика" (гибкая керамика), который напоминает пергамент, но имеет принципиально новые свойства.

Флексирамика гнется, как кожа, но при этом она огнеупорна и проводит электричество, в отличие от большинства других керамических материалов.

Флексирамика значительно легче традиционных керамических материалов (плиток).

Что любопытно, разработчикам пока самим не удалось установить температуру, необходимую, чтобы поджечь их материал. Лабораторные установки университета способны развивать температуру в 1200 градусов Цельсия, но они не смогли сжечь или расплавить флексирамику даже за 24 часа.

Флексикерамический квадрат 10 на 10 сантиметров будет стоить менее одного евро.

Прикинем?

В деловом центре мегаполиса строится высотное тридцатиэтажное здание на непрочном грунте. Строители ищут способы облегчить конструкции небоскрёба.

Высота здания 100 м.

Основание здания 70 метров в длину и 50 метров в ширину.

Здание остекляется на 40 %, остальное - декоративная облицовка плиткой на основе технологии гибкой керамики.

Толщина плитки гибкой керамики в среднем составляет около 4 мм, вес примерно 5 кг/кв.м.

Прикиньте какой вес будет добавлен к общему весу здания, если его декоративно облицовывать гибкой керамической плиткой.

Для сравнения – вес обычной декоративной отделочной плитки составляет 12 кг/м.кв.

 

Ответ:

Ну это же очевидно, что 66000кг, или 66 тонн!

 

Вес облицовки = S стен* массу плитки кг/м. кв.

50 м*100м * 2 стены

70*100м * 2 стены

Вычитаем 40% площадь остекления,

Остаток умножаем на 5 кг/м2

 

Остановите Теслу

Вопрос: Начались продажи нового автомобиля Tesla.

Пятиметровый электромобиль весит почти 2,5 тонны, но несмотря на это в самой мощной модификации разгоняется до 100 км/ч за 3,2 секунды – как кабриолет Porshe 911 Turbo.

В самой мощной комплектации два электромотора (на передней и задней оси, соответственно) имеют общую мощность в 782 лошадиных сил.

Пока минимально доступный для Tesla аккумулятор имеет емкость в 90 киловатт-часов.

Максимальная скорость автомобиля Tesla 250 км/ч.

Прикинем?

Необходимо прикинуть, сколько бензина сможет сэкономить аккумуляторный кроссовер Tesla при движении по автомагистралям без нарушения скоростного режима на автомобиле.

Дополнительная информация:

Вес автомобиля - 2,5 тонны

Разгон до 100 км/ч - 3,2 секунды

Пиковая мощность двигателей – 782 лошадиных силы

Емкость аккумулятор - 90 кВт*ч

Длина автомобиля 2500 см, ширина 2038 см.

Движение без подзарядки 414 км.

Объем потребления бензина кроссовером аналогичной мощности – 15 литров на 100 км.

 

Ответ: Приблизительно 60 литров на 414 км.

 

Посчитать «читалку»

Вопрос: Более 20% читателей в нашей стране предпочитают электронные книги, как свидетельствуют данные Российского книжного союза. Во многом, развитию этого тренда способствуют преимущества, которые дают пользователям электронные "читалки".

Толщина самой тонкой электронной книги Cybook Ocean всего 7 мм. При этом, диагональ экрана составляет 8″. Такой размер более привычен для читателя, так как совпадает с параметрами листа обычной бумажной книги.

Комфортному чтению Cybook Ocean способствует современная технология электронных чернил – E-Ink. Текст на бумагоподобном экране выглядит абсолютно естественно, не мерцает, не светится, как во время чтения на ЖК-дисплеях, и, как следствие, не утомляет глаза и бережет зрение пользователя.

Сенсорный экран поддерживает технологию «мультитач»: перелистывать текст, выделять фрагменты, делать закладки, поворачивать экран и многое другое можно одним прикосновением к дисплею. Простой интерфейс доступен на 25 языках, включая русский, и имеет расширенную функциональность.

Мощный процессор и операционная система Linux обеспечивают оперативную работу устройства и быстрый отклик. В электронную книгу загружены 117 книг на разных языках, а также 5 бесплатных словарей. Достаточно коснуться незнакомого слова пальцем – и на экране появится его перевод.

Прикинем? Необходимо прикинуть, хватит ли вам заряда аккумулятора, чтобы прочесть «Войну и Мир».

Дополнительная информация:

Средняя скорость «спокойного» чтения – 150 слов в минуту или 2,5 минуты на 1 страницу

Питается Cybook Ocean от литий-полимерного аккумулятора мощностью 2100 мАч.

Возможно 10 недель (2,5 месяца) автономной работы при условии ежедневного использования устройства.

Количество слов в произведении «Война и мир» 460236 слов на 1274 страницах.

Ответ: Одной зарядки аккумулятора хватит, чтобы прочесть произведение «Война и мир» с помощью Cybook Ocean, так как чтение займет 51-53 часа.

Подведение итогов:

Шаг 1. Команды подводят итоги и предъявляют ведущему свои жетоны.

Шаг 2. Объявляется команда-победитель с наибольшим количеством жетонов.

Шаг 3. Победителю вручается диплом. Возможно, вручаются поощрительные призы.