ساخت زانوبند و دستکش ضربه گیر

دهمین دوره از پروژه‌های دانش‌آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پرشور شما دوستان و علاقه‌مندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال‌های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح‌ها و ایده‌های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه‌ها یاری نموده‌اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده‌های جالب، علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه‌ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقه‌مند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح‌های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: سیالات غیر نیوتنی، ضربه گیرهای شگفت انگیز و ساخت زانوبند و دستکش ضربه گیر
نام ارائه‌دهنده/دهندگان: زهرا سادات موسوس نیا-نگین سادات موسوی-سارا نظری-زینب کاشیان-فاطمه کبورانی-ملیکا عالی نسب
زمینه و نوع پروژه:  فیزیک-مکانیک-سیالات
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: روشنگر 1

سیال غیرنیوتنی، سیالی است که گرانروی آن با نیروی وارد بر آن تغییر میکند.سیال اتساع پذیر غیرنیوتنی سیالی است که با افزایش تنش مقاومت بیشتری نشان می دهد.در این پروژه، از مخلوط آرد نشاسته ذرت و آب به عنوان یک سیال اتساع غیرنیوتنی، برای ساخت دو وسیله ضربه گیر، دستکش کارگاهی و زانوبندورزشی استفاده شد. یک سیال غیرنیوتنی به عنوان سیالی که از رابطه ی گرانروی تبعیت نکند ومقدار آن ثابت نباشد، تعریف می شود. گرانروی، چسبندگی مولکولی یک سیال است و زمانی که یک سطح از سیال نسبت به سطوح دیگر دارایحرکت نسبی است شناخته می شود. اوبلک یک سیال غیرنیوتنی و ترکیب نشاسته ذرت با آب است. نشاسته ذرتیک پلی ساکارید است که از پیوند مولکول های گلوکز ایجاد می شود.مولکول های آن در آب شبکه ای ایجاد می کنند که در مقابل حرکت سریع مقاومت می کند.

دانش آموزان در پژوهش حاضر سعی در ساخت دستکش و زانوبند داشتند. لذا جهت انجام پژوهش از روش زیر استفاده کردند.

روش انجام کار:

پس از بررسی ایده‏های مختلف برای ساخت یک وسیله با استفاده از اوبلک، دو طرح انتخاب شد: دستکش و زانوبند.
ساخت دستکش برای استفاده در کارگاه‏های صنعتی: این دستکش می‏تواند دستکش که برای کاهش ضربه ناشی از کار با ابزارهای کارگاهی استفاده شود. مشکلات زیادی در ساخت آن وجود داشت ولی در نهایت بهترین روش شناسایی شد. برای ساخت دستکش مواد مختلفی از دستکش کیسه ای گرفته تا دستکش چرمی امتحان شد تا در نهایت از یک لایه دستکش نخی برای اولین لایه که در تماس با دست قرار خواهد گرفت استفاده شد، سپس برای قرار دادن اوبلک از فضای میان دو دستکش لاتکس که با استفاده از لاتکس مصنوعی ساخته شدند، و از یک لایه دستکش در اندازه بزرگتر که از چرم مصنوعی ساخته شد، بعنوان لایه بیرونی استفاده شد.

لاتکس طبیعی از شیره درختان و گیاهان متعدد، بویژه از درخت هوآ است که در کشورهای گرمسیری در آسیای جنوبی و آفریقا می روید و لاتکس مصنوعی ترکیبی پلیمری از این شیره است.

ساخت زانوبند برای استفاده در ورزش‏های پرتحرک: در این مرحله نیز پس از بررسی ایده های مختلف، ساخت وسایل ضربه گیر ورزشکاران و از آن میان یک زانوبند ورزشی یا مناسب برای کودکان انتخاب شد تا بتواند شدت ضربه های وارد بر زانو را کاهش دهد. با ساخت نمونه‏های متعدد درنهایت، از لاتکس مصنوعی برای ساخت یک کیسه حاوی سیال استفاده شد. کیسه لاتکس در داخل یک زانوبندی قرار گرفت که برای ساخت آن از چرم مصنوعی و سشوار صنعتی استفاده شده بود. هم چنین، برای طولانی ترکردن عمر سیال و پیشگیری از فساد آن، از اکسید روی بعنوان یک ماده ضد فساد در ترکیب سیال استفاده شد. 

مهارت‌های کسب شده

کار با سیالات غیر نیوتنی

کار با لاتکس

کار با سشوار صنعتی

آشنایی با موادی که از فاسد شدن مواد خوراکی جلوگیری می کنند و ...

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: مهدی رحمانی

تنظیم: نسرین صادقی