جلیقه مقاوم در برابر ضربه و گلوله

در این پروژه هدف دانش آموزان این است که مشخص کنند آیا می توان از آرد نشاسته ذرت که یک سیال غیرنیوتونی می باشد در ترکیب جلیقه یا زره های ضدگلوله استفاده کرد؟

بخش پروژه های دانش آموزی - مهدی رحمانی

دوازدهمین دوره  از پروژه ‌های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال ‌های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ‌ها و ایده ‌های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ‌ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده ‌های جالب ، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده بروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح ‌های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: جلیقه مقاوم در برابر ضربه و گلوله

نام ارائه دهنده/دهند گان: رادمان سائر، ایلیا پالیزی، امیرعلی حیاتی، امیرعلی چگانی، سید محمد پارسا موسوی

زمینه و نوع پروژه: طراحی و ساخت

درجه سختی: متوسط

نام مدرسه: نورعلوی

مقدمه

توسعه زره های ساخته شده از پارچه های بافته شده برای مقابله با خطرات، موضوع تحقیقات زیادی در سال های اخیر بوده است. با توجه به این که زره ها باید دارای مشخصات ویژه ای چون انعطاف پذیری، حجم کم، سبکی و مقاومت بالا باشند، بنابراین تلاش ها برای ساخت زرهی متناسب با نیازها ادامه دارد. در این راستا، به بررسی سیال غیرنیوتونی، نحوه ساخت و تأثیر به کارگیری آن در زره ها پرداخته شده و عملکرد مقاوم بودن آن ها در برابر ضربه مورد مطالعه قرار گرفته است. زره های ساخته شده از الیاف کولار و همچنین کولار همراه با سیال STF، دارای کاربردهای روزافزونی می باشد و مهم ترین کاربرد آن محافظت از جان انسان هاست، بنابراین توسعه در این زمینه نیازمند پژوهش در مورد آن می باشد.

پژوهش بر روی محافظ های شخصی ساخته شده از الیاف پلیمری با استحکام بالا از دو جنبه دارای اهمیت اقتصادی می باشد. اول این که از آن جا که تکنولوژی تولید این نوع الیاف و زره ها در دست شرکت های خاصی است و آن ها قادر به ساخت این نوع زره ها هستند بنابراین سود سرشاری حاصل این شرکت ها می شود. دوم این که نتایج و ساخته های حاصل از این پژوهش ها مورد مصرف استفاده کنندگان از آن قرار می گیرد. به عنوان مثال می توان به گارد محافظ بانک ها و افراد درگیر حمل و نقل پول و اسناد و همچنین خودروهای آن ها اشاره نمود.

هدف

در این پروژه هدف دانش آموزان این است که مشخص کنند آیا می توان از آرد نشاسته ذرت که یک سیال غیرنیوتونی می باشد در ترکیب جلیقه یا زره های ضدگلوله استفاده کرد؟

روش

دانش آموزان در ساخت این زره علاوه بر ورق پشم شیشه، ورق تیشو فایبرگلاس، چسب آکواریوم از ترکیب آرد نشاسته ذرت و آب با ترکیبی از ناخالصی های دیگر (بعد از انجام چند آزمایش) استفاده کردند. دانش آموزان ابتدا به جستجو در منابع کتابخانه ای به بررسی روش تهیه جلیقه ضد گلوله پرداختند. در مرحله بعد دانش آموزان بررسی کردند که آیا می توانند از نشاسته برای ساخت جلیقه استفاده کنند؟ بنابراین دو آزمایش زیر را انجام داده و با سایر ناخالصی ها مقایسه کردند.

آزمایشات انجام شده:

1. بررسی اثر تغییر دما بر اثر مقاومت در برابر ضربه ناگهانی (واردشدن نیرو)

روش کار:

دانش آموزان ابتدا 150 سی سی آب را با 240 گرم نشاسته ذرت مخلوط کردند تا حالت سیال پیدا کند. سپس تغییر دمای آب را بر سیال مشاهده کردند. نتایج نشان داد که نشاسته ذرت با آب گرم در زمان کوتاهی حالت خمیری به خود گرفت، با آب ولرم سیال حالت خمیری داشت و با آب سرد سیال انسجام کمتری داشت.

2. بررسی اثر ناخالصی بر اثر مقاومت در برابر ضربه ناگهانی (واردشدن نیرو)

روش کار:

دانش آموزان ابتدا 150 سی سی آب را با 200 گرم نشاسته ذرت و 40 گرم گچ مخلوط کردند تا حالت سیال پیدا کند. سپس اثر ناخالصی را بر سیال مشاهده کردند. با اضافه کردن گچ از انسجام و سفتی سیال کم شد، دانش آموزان نتیجه گرفتند که افزودن این ناخالصی به انسجام و سفت تر شدن سیال کمکی نمی کند علاوه بر سنگین تر شدن وزن سیال از سفتی آن کم کرد و نتیجه این شد که دانش آموزان در ساخت زره از گچ نمی توانند استفاده کنند.

مهارت های کسب شده

1. روش ایده یابی (بارش مغزی)

2. مهارت کار در آزمایشگاه (رعایت نکات ایمنی)

3.  آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز

4.  آشنایی با پروپوزال نویسی

5. آَشنایی با مقاله نویسی

6. آشنایی با تهیه پاورپوینت

7. آشنایی با نحوه جستجوی اطلاعات

8. آشنایی نحوه فیش برداری

9. مهارت ساخت پوستر علمی

10. مهارت انجام کارگروهی

تنظیم کننده: محبوبه همت