ساخت نانو پوشش عایق گرمایی برای جلوگیری از سرما زدگی پرتقال

سیزدهمین 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 پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: ساخت نانو پوشش عایق گرمایی برای جلوگیری از سرما زدگی پرتقال
نام ارائه دهنده/دهند گان: سیده مهدیه موسوی، فاطمه نجفی عمران، تکتم شاه محمدی
زمینه و نوع پروژه: فناوری نانو
درجه سختی: دشوار
نام مدرسه: دبیرستان نمونه دولتی کوثر

 چکیده پروژه
با توجه به این که آسیب های سرما بر روی کشاورزی ایران زیاد بوده است. دانش آموزان تصمیم گرفتند که با مطالعه و بررسی مواد در مقیاس نانو و با استفاده از کم خطر ترین روش ها به ساخت نانو پوشش عایقی دست یابند که پرتقال را در برابر سرما و برودت هوا حفظ کند. امید است با ساخت این ماده قدمی رو به جلو در افزایش کیفیت مواد غذایی و بهبود وضعیت کشاورزی در این سرزمین برداریم.

مقدمه
تا به امروز تعریفات مختلفی از علم نانو ارائه شده است. فناوری نانو طراحی، مطالعه، تولید و کاربرد ساختار ها، ابزار ها و سیستم ها از طریق کنترل شکل و اندازه آن ها در مقیاس نانو متری است. یک نانو متر برابر است با یک میلیاردم متر. اما نانو ساختار به چه موادی می گویند؟ هر ماده ای از سه بعد تشکیل شده است. اگر حداقل یکی از این ابعاد در مقیاس نانو باشد (بین 1 تا 100 نانومتر) به این ماده، یک نانوساختار گفته می شود. خواص مواد در ابعاد نانو متریشان با ابعاد توده ای مواد بسیار متفاوت است و امروز با استفاده از این ویژگی، نانو ساختار هایی با کارایی های بسیار و خواص گوناگون تولید می کنند.

ناپوشش ها دسته ای از نانوساختار ها هستند. به طور کلی پوشش لایه ای است با ضخامت کمتر از ماده پایه، که پوشش روی آن نشانده می شود. با تغییر این ضخامت و نحوه نشاندن پوشش روی ماده پایه، انواع پوشش های مورد نیاز برای کاربرد های خاص را به وجود می آوریم. در تعریف پوشش ها گفتیم که آن ها لایه هایی هستند با ضخامت کمتر از ماده ای که روی آن می نشینند. فک می کنید وقتی پیشوند نانو را به پوشش اضافه کنیم چه تغییری در تعریف آن ایجاد می شود؟ وضعیتی را در نظر بگیرید که در آن برای تولید پوشش، از نانو ذرات استفاده شود؛ در این صورت، اجزای تشکیل دهنده این پوشش ها نانو متری هستند ولی خود پوشش ضخامتی بیش از 100 نانومتر خواهد داشت.

 فناوری نانو پتانسیل لازم برای ایجاد انقلابی عظیم در بخش کشاورزی را دارد. نوید نانو تکنولوژی در خصوص کشاورزی و تولید غذا ممکن است به احیای زمین های کشاورزی کمک نماید. فناوری نانو در زمینه های مختلفی مانند تشخیص سریع بیماری های گیاهی، مهندسی ژنتیک گیاهان و دام، شناسایی باقی مانده سموم و همچنین موارد بسیاری نظیر آن می توانند نقش بسیار موثری را در بخش کشاورزی و منابع طبیعی ایفا کنند. همانطور که گفته شد فناوری نانو در زمینه کشاورزی کاربرد های فراوانی دارد. بنابراین می توان با استفاده از نانو پوشش ها که از خانواده نانو ساختار ها هستند تحولاتی در بخش کشاورزی و منابع طبیعی ایجاد کرد.

 هدف
در چند سال گذشته در مناطق شمالی کشور شاهد کاهش ناگهانی دما قبل از برداشت میوه پرتقال و یخ زدگی آن ها بودیم و این پدیده کشاورزان بسیاری را غافلگیر کرد. همچنین این یخ زدگی موجب از دست رفتن زیاد آب میوه و خشک شدن کیسه های عصاره و جدا شدن برچه ها و آسیب های دیگر می شود. با توجه به این آسیب ها در چند سال اخیر دانش آموزان تصمیم گرفتند که با مطالعه و بررسی مواد در مقیاس نانو و با استفاده از کم خطر ترین روش ها به ساخت نانو پوشش عایقی دست یابند که پرتقال را در برابر سرما و برودت هوا حفظ کند. امید است با ساخت این ماده قدمی رو به جلو در افزایش کیفیت مواد غذایی و بهبود وضعیت کشاورزی در این سرزمین برداریم.

روش
دانش آموزان برای ساخت عایق گرمایی از نانوذرات متخلل سیلیس به عنوان پوشش به طریق اسپری کردن مایع بر روی میوه استفاده کردند. در این پروژه دانش آموزان قصد انجام سنتز آزمایشگاهی این مایع و بررسی خاصیت عایق بودن آن را داشتند و اثر عوامل مختلف از جمله دما و تعداد لایه های اسپری شده و نوع ماده را بر روی میزان عایق بودن آن بررسی کردند.

مهارت های کسب شده
1. آشنایی با شیوه انجام کار گروهی
2. آشنایی با شیوه های جستجو در اینترنت
3. آشنایی با شیوه انجام پژوهش و نوشتن مقاله
4. آشنایی با نحوه ارائه گزارش عملکرد
5. آشنایی با روش ایده یابی (توفان مغزی)
6. آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز
7. آشنایی با پروپوزال نویسی
8. آشنایی با نحوه انجام آزمایش
9.  آشنایی با مسائل انواع میوه ها
10.  آشنایی با مسائل پیش روی کشاورزان

در پروژه حاضر دانش آموزان در پی بررسی تاثیر سرما بر روی چه میوه ای بودند؟ پرتقال
1. پرتقال
2.سیب
3.انگور
4. انار

 مطالب مرتبط:
قعطات یخ زده ی آب پرتقال
نانو ساختارها - جلسه اول
بررسی اثرات نوشیدنی های اسیدی

تهیه کننده: مهدی رحمانی - تنظیم کننده: محبوبه همت