Đề tài chế tạo đồ dùng học tập từ thực vật

 Dùng các nguyên liệu từ thực vật có thể giảm thiểu các chất độc hại, vật liệu có hại nhựa, silicon, các chất hoá học, … cho môi trường trong quá trình sản xuất đồ dùng học tập.. Phần I

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THCS & THPT NGUYỄN TẤT THÀNH - CẦU GIẤY

**************

ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ

LẦN THỨ TƯ (NĂM HỌC 2014 - 2015).

Tên đề tài: ĐỒ DÙNG HỌC TẬP TỪ THỰC VẬT

Lĩnh vực: Quản lý môi trường

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

- ThS.Trần Hữu Đại

- Đơn vị công tác: THCS & THPT Nguyễn

Tất Thành

TÁC GIẢ:

1 Nguyễn Ngọc Ánh, Lớp:11D2, Trường: THCS & THPT Nguyễn Tất Thành

2 Bùi Vũ Hải Thanh, Lớp:11D2, Trường: THCS & THPT Nguyễn Tất Thành

Hà Nội, tháng 12 năm 2014

MỤC LỤC

Trang

I Lý do chọn đề tài 3

II Tổng quan về nghiên cứu và điểm mới, sáng tạo của đề tài 4

III.Quá trình nghiên cứu và kết quả 5

IV Kết luận 12

Phần I: Lý do chọn đề tài

• Lý do chọn đề tài:

 Hiện nay ô nhiễm môi trường là vấn đề nhức nhối của xã hội Vì vậy, việc tạo ra các sản phẩm thân thiện với môi trường từ thực vật là một trong những giải pháp đơn giản, thiết thực mà hiệu quả

 Dùng các nguyên liệu từ thực vật có thể giảm thiểu các chất độc hại, vật liệu có hại (nhựa, silicon, các chất hoá học, …) cho môi trường trong quá trình sản xuất đồ dùng học tập

 Thay thế đồ dùng học tập từ gỗ để giảm thiểu nạn chặt phá rừng, tàn phá thiên nhiên một cách lãng phí

 Nâng cao tinh thần tư duy sáng tạo, tìm tòi

 Nguyên liệu từ thực vật thân thiện với môi trườngdễ kiếm, dễ làm

• Lí do chọn nguyên liệu từ thực vật:

 Nguyên liệu từ thực vật thân thiện với môi trường

 Nguyên liệu dễ kiếm, dễ làm

 Có giá thành thấp

 Màu sắc đẹp

• Lợi ích:

 Tạo ra các sản phẩm không gây độc hại

 Thay thế đồ dùng học tập từ nhựa và gỗ

 Giảm thiểu tối đa việc sử dụng các chất hoá học trong sản xuất mực

 Hạn chế việc chặt cây lấy gỗ làm bút chì

Phần II: Tổng quan về nghiên cứu và điểm mới, sáng tạo của đề tài

• Tổng quan về nghiên cứu

 Tìm hiểu các loại thực vật khác nhau đáp ứng đủ các tiêu chí cần thiết để tạo ra một sản phẩm chất lượng

 Tìm các chất phụ liệu không độc hại để tạo độ kết dính cho thước kẻ

 Tìm hiểu các loại thực vật phù hợp để sản xuất ra mực thay cho các chất hoá học độc hại

 Tìm các chất phụ liệu giúp bảo quản mực lâu dài

 Tìm hiểu các phương pháp thực hiện khác nhau

 Nghiên cứu và thí nghiệm

•Điểm mới, sáng tạo của đề tài

 Sản phẩm tạo ra phù hợp với nhu cầu thực tiễn của mỗi học sinh: sử dụng đồ dùng đẹp, bền mà vẫn đảm bảo giá thành, hạn sử dụng

 Loại hoa hibiscus mà chúng em tiến hành làm mực đã được GS Jnoen (Giám đốc hãng Raublinh Bad Kneumach, CHDC Đức cũ) đưa vào Việt Nam năm 1992 với mục đích tạo bột màu chiết xuất từ đài quả nhưng thất bại Thế nhưng chúng em đã thực hiện và có những thành công Ngoài ra, hoa hibiscus có màu sắc giống với màu mực trên thị trường mà không sử dụng bất kì chất hóa học độc hại nào

 Lá dứa cũng như một số loại cây thân thảo khác có lượng Celluloselớn giống như gỗ,

có thể thay thế được cho gỗ nhưng chưa được khám phá và sử dụng ==> lấy lá dứa

để làm nguyên liệu chính để tạo ra đồ dùng học tập

 Sử dụng các nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên với giá thành rẻ để làm nguyên liệu chính tạo ra sản phẩm

 Các công đoạn thực hiện đơn giản, dễ làm nhưng hiệu quả cao, không cần hệ thống máy móc quá cầu kì, đắt đỏ để tạo nên sản phẩm

 Ngoài việc tạo ra đồ dùng học tập, bằng cách sử dụng nguyên liệu này có thể tạo ra nhiều sản phẩm khác phục vụ vào đời sống sinh hoạt của con người

Phần III: Quá trình nghiên cứu và kết quả

• Lý do chọn nguyên liệu

 Lá dứa

Khái niệm :

- Lá dứa hay dứa thơm(tên khoa học Pandanus amaryllifolius) là một loài thực vật

dạng cây thảo miền Nhiệt đới, hình dài, hẹp và thẳng như lưỡi gươm tụm lại ở gốc như nan quạt

Thành phần hóa học :

- Chiếm phần lớn là Cellulose( thành phần chủ yếu cấu tạo nên vách tế bào ) Theo nghiên cứu, Cellulose đi từ nông nghiệp là những thế mạnh so với chất độn vô cơ, chi phí thấp, độ daicao, tỷ trọng lớn Điểm đặc biệt là những sợi lá dứa có thể tự phân hủy sinh học ( trong khi nhựa , plastic là chất mất vài trăm năm mới có thể phân hủy hết )

Ứng dụng :

- Do tính dai và thân thiện với môi trường, hiện nay các nước ở Châu Á sử dụng lá dứa để đan võng, dây nhỏ, các vật dụng thủ công,

 Ứng dụng điểm mạnh đó vào làm nguyên liệu cho đồ dùng học tập (thước

kẻ và bút chì )

 Hoa hibiscus ( atiso đỏ )

Khái niệm

- Cây Bụp giấm (có nơi gọi là Bụt giấm hay Atiso đỏ) có nguồn gốc ở Tây Phi.

Có tên khoa học là Hibiscus Sabdariffla Linn, họ Bông (Malvaceae).

- Ở nước ta, từ lâu cây Bụp giấm được trồng làm cảnh khá phổ biến và lấy lá, đài hoa dùng làm rau chua Cây này trồng nhiều ở miền Trung, có đặc tính không kén

đất, ưa đất đồi núi, khí hậu nóng ẩm ở Đông Nam bộ Ở miền Bắc, cây này được trồng thí điểm ở vùng Hà Tây và Thái Nguyên

Ứng dụng

- Gần đây, Rovesti và Griebel công bố tác dụng chữa xơ vữa động mạch và tính kháng khuẩn đường ruột cao của Bụp giấm Các nhà nghiên cứu Malaysia cho biết, nước ép từ lá đài tươi của Bụp giấm có tác dụng bổ dưỡng và phòng ngừa bệnh ung thư Ở Thái Lan, lá đài Bụp giấm phơi khô sắc uống là thuốc lợi tiểu mạnh chữa sỏi thận Lá và cành chữa ho, hạt bổ dạ dầy Tại Myanma, hạt Bụp giấm chữa suy nhược cơ thể, còn ở Đài Loan, hạt được dùng để nhuận tràng nhẹ, bổ và lợi tiểu Hay Philippin, rễ Bụp giấm là thuốc bổ và kích thích tiêu hóa

Đặc điểm :

* Chứa chất sắc tố đỏ ở mức độ dày đặc

-Hoa hibiscus rất giàu sắc tố đỏ và flavonoid( một sắc tố sinh học ) - sắc tố thực vật

quan trọng tạo ra màu sắc của hoa, cụ thể giúp sản xuất sắc tố đỏ cho cánh hoa để thu hút nhiều động vật đến thụ phấn.Flavonoids tham gia vào cộng sinh cố định đạm và sắc tố hoa.(Cisse et al., 2009) Chất sắc tố ở hoa có đóng góp rất lớn trong màu đỏ của hoa Ngoài ra , độ axit lớn ở loại hoa này cũng góp phần trong sự phân

bố màu sắc dày đặc của loại hoa này => có khả năng tạo màu vô cùng cao

* Biến đổi màu sắc theo thời gian ( đỏ - đỏ đậm )

-Các sản phẩm của Roselle được theo dõi về thay đổi màu sắc trong khoảng thời gian 60 ngày ở các nhiệt độ khác nhau Hình 3 cho thấy màu sắc đơn thể của dung dịch hoa Hibiscuss( atiso đỏ ) thay đổi thế nào trong khoảng thời gian hai tháng Trong hình 4 màu sắc thay đổi dần dần từ màu đỏ sang màu đỏ sẫm Đối với sản xuất của các sản phầm dung dịch của Hoa atiso đỏ, thời gian xử lý, chế độ nhiệt độ

sẽ duy trì sự ổn định màu sắc, chất lượng và tính chất hoạt tính sinh học

Bảng khảo sát về sự thay đổi màu sắc của hoa Hibicus trong 60 ngày

 Gum Arabic :

- Gum arabic, còn được gọi là nhựa cây keo, chaar Gund, char goond, hoặc meska,

là một kẹo cao su tự nhiên làm từ nhựa cứng được lấy từ hai loài cây keo;

Senegalia (Acacia) senegal và Vachellia (Acacia) seyal Kẹo cao su được khai thác thương mại từcây hoang dã khắp Sahel từ Senegal đến Somalia, mặc dù nó đã được trồng trong lịch sử ở Ả Rập và Tây Á

- Gum arabic được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp thực phẩm như một chất ổn định hơn, dày hơn và làm cho chất lỏng

 Sơn acrylic:

- Sơn acrylic là một loại sơn cao cấp có độ phủ cao, độ bám dính tốt, màu sắc rất đa dạng Sơn acrylic không gây độc hại, tuyệt đối an toàn cho trẻ nhỏ và có khả năng chịu sự lau chùi khi bị bám bẩn Mùi sơn dễ dàng mất đi ngay sau khi vẽ nên không gây sự khó chịu và không gây ảnh hưởng nhiều tới không khí trong phòng

- Dung môi trong sơn acrylic là isopropyl alcohol, một hợp chất dung mối rất thân thiện với con người nên không gây bệnh ung thư như Thinner (dầu thông) và turpentine (dầu chuối)

 Keo sữa:

- Đây là một lọai keo dán PVAc tổng hợp chất lượng cao, có độ kết dính nhanh và bền chắc, không độc hại cho người sử dụng và không gây cháy Keo sữa còn được gọi là keo PVAc do thành phần chính của nó là Poly(vinyl Acetac), một hợp chất polymer hữu cơ,

- Thành phần chính của keo sữa là chất Casein, một loại Protein có nhiều trong sữa Chất Protein hữu cơ này thì không thể tổng hợp bằng phương pháp hóa học Nó chỉ

có thể ly trích từ sữa Casein trong sữa được ly trích qua quá trình kết đông và kết tủa Trong công nghiệp sản xuất keo thì người ta ly trích Casein, sấy khô rồi làm thành bột trước khi chế biến nó thành keo

• Nghiên cứu thực hành

a) Thước kẻ:

 Nguyên liệu

- Máy xay 1200W

-Lá dứa: 200 gram

-Nước: 200ml

-Keo sữa: 1 lọ

-Khuôn: làm bằng thước kẻ đã qua sử dụng: Chiều dài 21cm, chiều rộng 3 cm, chiều cao 0.5 mm

-Đồ trang trí: sơn arcylic

 Các bước thực hành

Bước 1: Lá dứa rửa sạch rồi xay với nước

Bước 2:

- Chuẩn bị một chiếc bát, trải khăn xô lên trên

- Đổ hỗn hợp nước và lá dứa đã xay nhuyên lên khăn xô rồi vắt thật khô chiếc khăn

xô để tách hoàn toàn phần nước và phần lá dứa đã xay

Bước 3: Đem phần bã lá dứa đi phơi nắng ( sấy 15 phút trong 120W )cho đến khi

diệp lục của lá bay hết, bã lá dứa chuyển từ xanh sang vàng nhạt

Bước 4:

- Trộn phần bã là dứa đã phơi khô với keo sữa

- Đổ hỗn hợp hồ và bã lã dứa vào khuôn rồi trải đều

- Đặt khuôn tại chỗ có ánh nắng để thước kẻ mau khô

Bước 5: Trang trí

 Kết quả đạt được

* Ưu điểm: - Được thực hiện thủ công có nguyên liệu hoàn toàn từ thiên nhiên

- Không bị gãy khi va đập mạnh, kẻ thẳng

- Dẻo dai

* Nhược điểm: - Chưa đạt được độ cứng tối đa

- Mẫu mã chưa hấp dẫn

b) Bút chì

 Nguyên liệu

- Máy xay 1200W

-Lá dứa : 200 gam

-Nước: 200ml

-Keo sữa: 1 lọ

-Khuôn : làm bằng gỗ đã qua sử dụng

-Đồ trang trí: sơn arcylic

 Các bước thực hành

Bước 1: Lá dứa rửa sạch rồi xay với nước

Bước 2:

- Chuẩn bị một chiếc bát, trải khăn xô lên trên

- Đổ hỗn hợp nước và lá dứa đã xay nhuyên lên khăn xô rồi vắt thật khô chiếc khăn

xô để tách hoàn toàn phần nước và phần lá dứa đã xay

Bước 3: Đem phần bã lá dứa đi phơi nắng cho đến khi diệp lục của lá bay hết, bã lá

dứa chuyển từ xanh sang vàng nhạt

Bước 4:

- Trộn phần bã là dứa đã phơi khô với keo sữa

- Đổ hỗn hợp hồ và bã lã dứa vào khuôn rồi cho ruột bút chì vào giữa khuôn

- Đặt khuôn tại chỗ có ánh nắng để bút chì mau khô

Bước 5: Đợi bút chì khô hoàn toàn sau 2 ngày, tách nhẹ nhàng bút chì ra khỏi khuôn Bước 6: Sử dụng keo sữa để cố định 2 nửa bút chì với nhau.

Bước 7: Trang trí

* Ưu điểm: - Được thực hiện thủ công có nguyên liệu hoàn toàn từ thiên nhiên

- Không bị gãy khi va đập mạnh, kẻ thẳng

* Nhược điểm:- Dễ bị bẻ cong

- Mẫu mã chưa hấp dẫn

c) Mực

 Nguyên liệu:

- 1 máy xay / ép Braun cầm tay 700W

-700 gram hoa Atiso đỏ ( đã sơ chế ) – giữ ở nhiệt độ dưới 20 độC

- 525 ml nước lọc

- Dung dịch Gum Arabic ( nhựa cây keo ) dạng huyền phù : 2ml

 Thực hiện:

Bước 1:Ép hoa atiso được dung dịch màu đỏ

Bước 2:Cô đặc dung dịch dưới nhiệt độ 83 độ C trong 2 ngày 1 đêm => dung dịch

atiso cô đặc ( 75 ml )

Bước 3:Nhỏ thêm 2ml dung dịch nhựa cây keo

Bước 4: Hòa tan, đợi nguội, đổ vào lọ bảo quản ở nơi thoáng mát, nhiệt độ dươí 30

độ C

.*Ưu điểm: - Được làm từ nguyên liệu thiên nhiên không độc hại

- Màu sắc đẹp, tươi sáng

-Dễ sử dụng

- Dễ dàng tẩy rửa nếu bị dây ra tay hay quần áo

* Nhược điểm: - Viết nhạt hơn so với các loại mực thông thường

- Bảo quản trong thời gian ngắn (khoảng 5 tháng)

Phần IV: Kết luận

• Kết quả đạt được

 Tạo ra được bộ đồ dùng học tập từ thực vật thân thiện với môi trường, dễ làm, dễ sử dụng

 Tìm hiểu ra các phương thức làm mực, thước kẻ, bút chì khác nhau

 Thoả mãn tính tò mò, sáng tạo ở học sinh

 Phân tích ưu nhược điểm của các đồ dùng học tập được hoàn thành để từ đó khắc phục và phát triển để đồ dùng ngày càng hoàn thiện hơn

• Kết luận và phương hướng

 Thước kẻ, bút chì và mực tuy chưa toàn diện về mặt thẩm mĩ cũng như chất lượng như các sản phẩm khác trên thị trường Nhưng cũng đáp ứng được mục tiêu ban đầu của chúng em, đó là tạo ra đồ dùng học tập mới thân thiện với môi trường

 Đồ dùng học tập mà chúng em làm ra đã đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng Chúng em tin rằng nếu có thêm cơ hội cũng như thời gian nghiên cứu và thực nghiệm thì chúng

em có thể làm ra các loại đồ dùng học tập sánh ngang với các sản phẩm hiện nay trên thị trường không chỉ về mặt thẩm mĩ mà còn hơn về chất lượng