Metodika Fyz 4. – 6. ročník ZŠ, Nie je kvapka ako kvapka
Pozrieme sa na vlastnosti niektorých látok odpudzovať vodu. Kde v prírode takéto javy nájdeme a načo sú dobré v prírode?
TÉMA: lotosový efekt – biomimikry
CIEĽ: Zaviesť a pochopiť pojmy hydrofilný a hydrofóbny, nájsť príklady inšpirácií v prírode.
VEK: 4 – 6. ročník ZŠ
ČASOVÁ DOTÁCIA: 45 – 90 minút
ROČNÉ OBDOBIE: celoročne
POMÔCKY: kúsok skla a plastu, listy rôznych rastlín – rastliny s hydrofóbnym povrchom a s hydrofilným povrchom, pipeta, pohár vody, utierky, lupa, mikroskop
POSTUP:
Úvod: Obaly používal človek už v praveku na uchovávanie potravy. Ako prvé obaly sa používali prírodné materiály, najmä listy a kôra stromov. Inšpirovaní prírodou, ktorá vytvorila najlepšie obaly, vedci v posledných rokoch vyvíjajú stále nové hydrofóbne látky, pomocou ktorých je možné chrániť rôzne materiály pred zmáčaním a znečistením, čím vznikajú dokonca samočistiace povrchy. Odevy, kovové výrobky, stavebné materiály, automobilové sklo – existuje mnoho oblastí využitia. Ďalšie štúdium tejto témy povedie k vývoju multifóbnych látok, ktoré sa stanú základom povrchov odpudzujúcich nečistoty. Vytvorením takýchto materiálov môžu ľudia ušetriť čas, peniaze a zdroje, a tiež bude možné znížiť množstvo používaných čistiacich prostriedkov. Takže ďalší vývoj bude prínosom pre všetkých.
Úloha: Pozorujte hydrofilné a hydrofóbne správanie rôznych povrchov – priraďte ich k príslušnej skupine. Pokúste sa vysvetliť pozorovaný efekt. K čomu by nás mohol inšpirovať?
- Žiaci si vyhľadajú význam pojmov hydrofilný a hydrofóbny. V prírode nájdu listy rôznych rastlín a intuitívne ich rozdelia na hydrofilné a hydrofóbne. Hypotézu, ktoré rastliny sú hydrofóbne následne overíme.
- Žiaci pipetou postupne kvapkajú vodu na listy a overujú svoju hypotézu. Pozorujú správanie kvapiek vody na rôznych povrchoch a urobia si záznam pozorovaných rozdielov: je povrch skla dokonale hladký? Je povrch listu dokonale hladký? Ako vyzerajú zblízka povrch skla a povrch listu? Spozorovali ste nejaký rozdiel? Prečo sa kvapka vody správa inak na skle, a inak na povrchu listu?
- Žiaci zhodnotia, čo sa im podarilo, ktorá časť úlohy bola pre nich najmenej náročná, a ktorá ich najviac potrápila, čo sa im nepodarilo.
- Žiaci môžu pridať návrhy na nové variácie úlohy, alebo otázky k téme. Na záver vyplnia spätnú väzbu.
VARIÁCIE:
- Žiaci môžu pozorovať rôzne druhy aj umelo vytvorených povrchov lupami s veľkým zväčšením (aspoň 25 x) alebo binokulármi.
- Žiaci navrhnú príklady využitia hydrofilného a hydrofóbneho správania v našom živote – ako sa dá napodobniť povrch rastlín s lotosovým efektom? Aké povrchy by sme chceli mať stále suché a čisté?
Príklad dobrej praxe:
https://www.sciencelearn.org.nz/resources/875-wool-fibre-properties
Autorka: Janka Šošovičková, SZŠ Nová Dubnica
Zdroje:
https://asknature.org/innovation/surface-coating-for-glass-and-ceramic-inspired-by-the-pitcher-plant
https://asknature.org/resource/keeping-it-clean/,
https://asknature.org/innovation/dust-repellent-coating-for-spacecraft-inspired-by-lotus-leaf/.
https://www.sciencefriday.com/wp-content/uploads/2016/09/LabProtocol.pdf
Metodický list na stiahnutie:
metodický list Nie je kvapka ako kvapka
