Исследование оптических и химических свойств золя и геля диоксида кремния
Проект направлен на изучение оптических и химических свойств золя и геля диоксида кремния для дальнейшего создания жидких контактных линз, которые помогут людям с миопией
Состав команды:
  • Галичанина Алина МБОУ СОШ №13, 11 класс – лидер проекта
  • Смирнова Юлия АМГ, 10 класс – ответственная за практическую часть проекта
Проект выполнен на базе филиала АНО ДТ "Красноярский Кванториум" в г. Ачинске

О нашем проекте

Проект направлен на изучение золя диоксида кремния и его геля с целью дальнейшего расширения их области применения
Проблема

В наше время активно развиваются нанотехнологии. Всё больше областей применения появляется у золей и гелей, благодаря их химическим и физическим свойствам.

К сожалению, информации на эту тему не так уж много, как хотелось бы, но этот факт делает исследования ещё более интересными и ценными.

Актуальность

Почему именно золь диоксида кремния?

У золей и гелей достаточно обширная область применения, однако из-за недостаточного исследования их свойств весь потенциал применения этих веществ ещё не раскрыт

В своей работе мы раскроем некоторые свойства одного из самых часто используемых в производстве золей


Аналоги
Диссертация Губановой Надежды Николаевны

Диссертация содержит множество способов получения золей на основе диоксида кремния и их исследования
Все способы технологически сложные и представлены только модификации золя диоксида кремния
Цели и задачи
  • Исследование физических и химических свойств диоксида кремния

  1. Подобрать технологию создания золя
  2. Исследовать гелеобразование золя
  3. Исследовать химический свойства золя
  4. Исследовать оптические свойства золя и геля
Потенциальные заказчики и стейкхолдеры
  • Люди, интересующиеся темой нанотехнологий
  • Студенты химических факультетов
  • Школьники
Этапы работы
Проект находится в разработке
Поиск информации
Мы изучили множество источников: книги, статьи в журналах, на сайтах и узнавали информацию у преподавателей в университетах и школах
Создание золя

Раствор жидкого стекла (Na₂SiO₃) с массовой долей вещества 10–60% пропускается через воронку из фильтровальной бумаги, наполненную ионообменной смолой. В результате получается золь SiO₂

Изучение свойств
  • Для изучения агрегатного состояния вещества был использован микроскоп. При концентрациях золя 10%, 13%, 20% и 60%, увеличениях 200, 400, 800 и 1000 крат
  • Оптические свойства золя:​ мы измеряли коэффициент преломления четырёх проб золя с разными концентрациями ​
  • Переходы между агрегатными состояниями: мы изучили состояние золя после высыхания и при реакции с кислотами
Результаты исследований
Рефрактометрия

Коэффициент преломления воды составляет 1,35.

Раствор золя с концентрацией наночастиц 10% показал коэффициент преломления 1,37;

Раствор золя с концентрацией наночастиц 13% показал коэффициент преломления 1,357;

Раствор золя с концентрацией наночастиц 20% показал коэффициент преломления 1,353;

Раствор золя с концентрацией наночастиц 40% показал коэффициент преломления 1,3575;

Раствор золя с концентрацией наночастиц 60% показал коэффициент преломления 1,361.

Вывод: коэффициент преломления не зависит от концентрации наночастиц

Микроскопия
при концентрациях золя 10%, 13%, 20% и 60%, увеличениях 200, 400, 800 и 1000 крат кристаллов не наблюдается, из чего можно сделать вывод, что вещество аморфное
Химия кремнезоля
Золь не взаимодействует с основными оксидами, с кислотами и щелочами взаимодействие быстрее протекает при температуре с процессом гелеобразования