С момента зарождения этой новой эры полностью синтетических материалов достижения не имеют себе равных в истории материалов. Химики открыли новые катализаторы и разработали новые синтетические способы соединения небольших молекул в длинные полимерные цепи с нужными свойствами для конкретного применения – полипропиленовые волокна, которые мы используем, например, в коврах, или твердые разновидности полиэтилена для изготовления пластиковых бутылок.

Физики, материаловеды и инженеры также разработали новые методы обработки и новые технологии для повышения производительности при создании таких веществ, как сверхпрочные вещества, такие как кевлар.

Совершенно верно, в то же время мы становимся более требовательными. Мы ожидаем, что продукты будут способствовать дальнейшему повышению качества нашей жизни, но нам нужны материалы и технологии, которые будут становиться все более энергоэффективными, устойчивыми и способными снизить глобальное загрязнение. Это вызов.

Вот пять типов полимеров, которые будут определять будущее.

1. Биопластики

Как нам часто напоминают, пластмассы не разлагаются и являются очень заметным источником загрязнения окружающей среды. Еще больше усложняет ситуацию то, что строительные блоки этих материалов, которые мы называем мономерами, исторически получены из сырой нефти, которая не является возобновляемой.

Но это меняется. Благодаря инновациям в процессах использования ферментов и катализаторов становится все более возможным преобразовать возобновляемые ресурсы, такие как биогаз, в основные строительные блоки для производства пластмасс и синтетических каучуков.

Эти вещества устойчивы, потому что они экономят ископаемые ресурсы. Но, конечно, это решает проблему лишь частично. Если они также не поддаются биологическому разложению, они по-прежнему представляют собой проблему для окружающей среды.

2. Пластиковые композиты / нанокомпозиты

Пластиковые композиты – это название пластмасс, которые армированы различными волокнами, чтобы сделать их более прочными и эластичными. Например, вы можете сделать полимер более прочным, внедрив углеродные волокна, которые создают легкий материал, который идеально подходит для современного экономичного транспорта.

Эти виды армированных волокном пластиков все чаще используются, особенно в аэрокосмической промышленности (Boeing 787 и Airbus A360 на 50% состоят из композитных материалов). Если бы не высокая стоимость, эти материалы использовались бы во всех транспортных средствах.

Более недавнее дополнение к этой области – нанокомпозиты, в которых пластмассы вместо этого усилены крошечными частицами других веществ, включая графен. У них есть множество потенциальных применений, начиная от легких датчиков на лопастях ветряных турбин и заканчивая более мощными батареями и внутренними каркасами тела, которые ускоряют процесс заживления сломанных костей.

станут особенно интересными, если нам удастся производить их с помощью методов обработки, которые позволят создавать их очень контролируемым образом. Если мы посмотрим на структуру материалов в природе, таких как дерево, вы обнаружите, что они невероятно сложны и замысловаты. Наши нынешние композиты и нанокомпозиты по сравнению с ними очень просты.

3. Самовосстанавливающиеся полимеры

Независимо от того, насколько тщательно мы выбираем материалы для инженерных приложений, исходя из их способности выдерживать механические нагрузки и условия окружающей среды, они неизбежно выйдут из строя.Старение, деградация и потеря механической целостности из-за удара или усталости – все это способствующие факторы. Это не только очень дорого, но и может иметь катастрофические последствия, как, например, в случае взрыва Deepwater Horizon в Мексиканском заливе в 2010 году.

На основе биологических систем разрабатываются новые материалы, способные лечить в ответ на то, что традиционно считалось необратимым. Полимеры – не единственные материалы, обладающие способностью к самовосстановлению, но они, кажется, очень хороши в этом.В течение нескольких лет с момента их первого открытия на рубеже веков было предложено множество инновационных систем исцеления.

Что все еще невероятно сложно, так это идея распространения этих концепций на приложения большого объема, поскольку самовосстанавливающиеся полимеры требуют гораздо более сложной конструкции, чем предыдущие поколения полимеров. Но это кажется окончательным путем к долговечным и отказоустойчивым материалам, которые можно использовать для изготовления изделий, включая покрытия, электронику и транспорт.

4. Пластиковая электроника

Большинство полимеров являются изоляторами и поэтому не проводят электричество. Однако всплеск исследований в этой области полимеров произошел в 2000 году после присуждения Нобелевской премии Алану МакДиармиду, Алану Хигеру и Хидеки Ширакава за работу по обнаружению того, что полимер под названием полиацетилен стал проводящим, когда примеси были введены в процесс, известный как легирование.

Этот же процесс не только делает другие подобные полимеры проводящими, некоторые из них можно даже преобразовать в светодиоды (LED), что повышает перспективу создания гибких компьютерных экранов, подобных изображенному ниже.

Это область, где полимеры все еще сталкиваются с серьезными проблемами и жесткой конкуренцией со стороны таких компаний, как кремний и органические светодиоды. Тем не менее, при поиске дешевых гибких замен существующих электронных устройств полимеры могут многое предложить, поскольку их можно легко обрабатывать в растворах и напечатать на 3D-принтере.

Похоже, что в этой области ведутся огромные исследования, в которых полимеры иногда играют роль активного компонента, например, в полупроводниках, а иногда выступают в качестве носителя для других веществ, например, в проводящих чернилах.

5. Умные и реактивные полимеры

Гели и синтетические каучуки могут легко изменять свою форму в ответ на внешние раздражители, что означает, что они способны реагировать на изменения в окружающей среде. Внешним раздражителем обычно может быть изменение температуры или кислотности / щелочности, но в равной степени это может быть свет, ультразвук или химические вещества. Это оказывается невероятно полезным при разработке интеллектуальных материалов для датчиков, устройств доставки лекарств и многих других приложений.

Вы можете значительно расширить естественную способность полимера реагировать на такие стимулы, создав их с учетом этой цели. Например, механофоры представляют собой молекулярные единицы, которые могут изменять свойства полимера, когда на них действуют механические силы. У них могло быть любое количество промышленных применений, особенно если бы также была включена технология самовосстановления.

Другие возможности для умных полимеров включают в себя такие вещи, как покрытия для окон, которые могут мыть окна, когда они грязные, и медицинские швы, которые исчезают после заживления травмы.

Что синтетические материалы делают с окружающей средой

За последние несколько десятилетий произошел серьезный сдвиг в выборе материалов производителями, дизайнерами и потребителями. В то время как пятьдесят лет назад на рынке преобладали натуральные волокна, сейчас мы видим, что в центре внимания находятся синтетические и искусственные материалы. Промышленность переполнена полиэстером, акрилом и нейлоном.

Причина этого перехода не секрет; синтетика дешевле и ее проще производить в больших количествах.Это может быть хорошо для чистой прибыли, но наносит серьезный ущерб окружающей среде, вызывая огромное количество химикатов, отходов и выбросов углерода. Стоит ли польза от этих ужасных последствий?

#fashionindustry переполнен синтетическими материалами, производными от нефти. Узнать больше @OffsetWarehouse

Forbes Джеймс Конка цитирует, что швейная промышленность несет ответственность за колоссальные 10% всех глобальных выбросов, будучи вторым по величине промышленным загрязнителем в мире.Хотя это касается всего производства одежды, а не только синтетики, это дает представление о масштабах, которые мы обсуждаем.

Сырье и выбросы углерода

Управление энергетической информации США сообщает, что «пластмассы производятся из сжиженных углеводородных газов (СНГ), сжиженного природного газа (ШФЛУ) и природного газа. СУГ – это побочные продукты переработки нефти, и СУГ удаляются из природного газа до того, как он попадает в магистральные трубопроводы ».

Хочу поделиться с вами еще несколькими фактами.За один год только на производство полиэстера расходуется почти 70 миллионов баррелей нефти. Сырая нефть используется как сырье и как топливо для выработки необходимой энергии, используемой в процессе.

Добыча сырой нефти и газов – одна из самых спорных экологических проблем в нашем современном, растущем и глобализирующемся мире. Помимо ежедневного загрязнения воздуха и земли, нефтяная промышленность ежегодно разливает десятки тысяч литров сырой нефти на сушу, а также разливает нефть в море, разрушая морскую дикую природу и загрязняя часть нашей планеты, которая изолирует выбросы углерода, которые мы производим.

За 1 год в производстве полиэстера используется 70 миллионов баррелей нефти – @OffsetWarehouse. # Экоткань # Текстиль # Fossilfree

Невозобновляемые и возобновляемые источники энергии

Источники энергии классифицируются как невозобновляемые, поскольку они не образуются и не восстанавливаются за короткий период времени. Возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, восполняются естественным образом за короткий период времени.

По данным Управления энергетической информации США, четырьмя основными невозобновляемыми источниками энергии являются

1. Сырая нефть
2. Природный газ
3. Уголь
4. Уран (ядерная энергия)

Невозобновляемые источники энергии выходят из земли в виде жидкостей и газов. и твердые тела. Мы используем сырую нефть для производства жидких нефтепродуктов, таких как бензин, дизельное топливо и топочный мазут. Пропан и другие жидкие углеводородные газы, такие как бутан и этан, содержатся в природном газе и сырой нефти.Природный газ – это сырье для производства синтетических волокон, а также уголь и сырая нефть считаются ископаемым топливом, потому что они образовались из захороненных останков растений и животных, которые жили миллионы лет назад.

Как мы видим выше, синтетические ткани производятся из природного газа, который является невозобновляемым ресурсом, поэтому, как только сырье было использовано, его нельзя заменить. В 2013 году мировое производство синтетического волокна оценивалось в 55,8 миллиона тонн! Если сопоставить это с количеством синтетической одежды, ежегодно отправляемой на свалки, это ошеломляет.По данным Newsweek, менее чем за 20 лет объем одежды, которую американцы выбрасывают ежегодно, увеличился вдвое с семи миллионов до 14 миллионов тонн, что эквивалентно невероятным 80 фунтам на человека. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, использование всего этого часто токсичного испорченного текстиля в рамках программы утилизации было бы экологическим эквивалентом изъятия 7,3 миллиона автомобилей и их выбросов углекислого газа с дороги. По данным Организации Объединенных Наций по промышленному развитию, каждый человек во всем мире производит около 20 тонн вредных выбросов углекислого газа, основанных исключительно на производстве одежды из синтетических материалов.

>> Зарегистрируйтесь и получите статус профессионального члена коллекции Sustainable Fashion Collection, чтобы получить полный доступ к нашему архиву мастер-классов по этическим тканям и экологически чистым волокнам.

Как найти масло?

Кроме того, существуют опасности гидроразрыва, с которыми многие из вас будут знакомы из-за того, что в Ланкашире только что начался гидроразрыв, против которого неоднократно выступали местные жители и власти. В процессе гидроразрыва пласта миллионы галлонов воды, смешанной с песком и химическими веществами (некоторые из которых, как известно, вызывают рак) закачиваются в землю под высоким давлением для разрушения породы и выделения газов.Сторонники гидроразрыва утверждают, что это огромный шаг к энергетической безопасности, а также низкий уровень загрязнения окружающей среды (в основном потому, что это не такая неприятная вещь, как шахты и ветряные турбины … что я не совсем уверен, что понимаю ) этот процесс фактически загрязняет источники воды; вряд ли шаг к ресурсной безопасности, особенно когда загрязнение происходит только ради конечных ресурсов.

# Грабитель опасен как в долгосрочной, так и в краткосрочной перспективе. Выбирайте # экологически чистые низкоэнергетические # экоткани в @OffsetWarehouse

Вы также не можете забыть о влиянии на людей отрасли ископаемого топлива.Это не только последствия загрязнения; нефтяная промышленность также вытесняет общины с их родных мест и глубин. Это не ограничивается случаем практического физического перемещения, это также отрицание прав сообществ на их собственное наследие. Во многих случаях у этих сообществ были свои дома, права и культура, исторически и жестоко отвергавшиеся предыдущими гонками за ресурсы более крупными и экономически мощными силами. Вы только посмотрите, что происходит с Dakota Pipeline.

Использование #fossilfuels не только загрязняет, но и подрывает культурную и эмоциональную значимость.См. #NODAPL

.

Energy

Теперь перейдем к энергии, необходимой для производства синтетических тканей. Несмотря на то, что полиэстер производится в большем ежегодном объеме, чем нейлон, нейлон в конечном итоге потребляет больше энергии. Черепаха и Леди Грей заявляют, что при производстве нейлона используется в три раза больше энергии, чем при производстве обычного хлопка.

Некоторым из вас будет интересно узнать, что компанией, которая представила нейлон в 1939 году, была компания Dupont. Та самая компания, которая совсем недавно представила Sorona, о которой я рассказывал в своем последнем интервью.

Компания по производству нейлона, загрязняющего окружающую среду, теперь совершает прорыв #ecofabric! Здравствуйте, # экологичные # чулки!

Вся эта энергия должна откуда-то исходить. Добыча нефти и угля часто разрушительна для близлежащих мест обитания, особенно когда ведется в таком крупном масштабе.

Производство синтетических материалов, таких как полиэстер и нейлон, также выделяет сильные газы, такие как закись азота. Я часто слышу о вреде, наносимом углекислым газом, но закись азота гораздо более вредна – в 300 раз больше, – согласно Саммер Эдвардс из Peaceful Dumpling.

>> Зарегистрируйтесь и получите статус профессионального члена коллекции Sustainable Fashion Collection, чтобы получить полный доступ к нашему архиву мастер-классов по этическим тканям и экологически чистым волокнам.

Долгосрочные отходы

Синтетические материалы, полученные из нефтехимии, не поддаются биологическому разложению, что означает, что конечным результатом всегда будет долговременное загрязнение.В отличие от нейлона, полиэстер легко перерабатывать, что снижает количество отходов, накапливаемых на наших свалках. Для создания большей моды производится переработанный полиэстер. Он также составляет четверть всех имеющихся в обращении бутылок с газировкой. Тем не менее, смесь полиэстера и нейлона может разложиться до 40 лет, если не выбрасывать ее со всей ответственностью.

Загрязненная вода

Вода необходима для жизни, и ее естественное изобилие на Земле, хотя наши существующие источники загрязняются с каждым днем ​​все больше и больше.Полиэстер использует огромное количество воды в процессе окончательного охлаждения; для используемого оборудования также требуются смазочные материалы, которые могут просочиться в запас. Удивительно, но для производства нейлона требуется меньше воды, чем даже для натуральных материалов, но это не все хорошие новости. Синтетические материалы по-прежнему требуют большого количества красителей (они не принимают цвет так же, как натуральные волокна), чтобы получить желаемые цвета, большая часть которых уходит в канализацию и в конечном итоге уходит в океан. Таким образом, использование этих сильных красителей вместе с другими вредными химическими веществами, включая канцерогены, может нанести значительный ущерб воде и воздуху.

Загрязнение там и повсюду

Поскольку этот процесс очень токсичен, производство, как правило, осуществляется за границей в таких странах, как Китай, Индонезия и Бангладеш. В этом можно убедиться, просто проверив бирки на одежде из полиэстера. Эти места выбраны частично из-за наличия дешевой рабочей силы, но также во многом из-за слабых экологических норм.Это приводит к значительному повреждению придомовых территорий. Все больше внимания уделяется идее о том, что это делает экологические проблемы причиной социальной дискриминации. Однако загрязнители редко остаются на одном месте. Мы можем наблюдать последствия по всему миру, поскольку отходы перемещаются по воздуху и по воде. Масштабы ущерба распространяются по всему миру.

# В процессе производства модной одежды используются токсичные химические вещества, поэтому они передаются развивающимся странам на аутсорсинг.Проверьте свои этикетки! #ecofashion @OffsetWarehouse

Smarter Choices

Производство синтетических волокон усугубляет разрушение окружающей среды, а также может создать экономические трудности, несмотря на то, что оно недорогое и в большом количестве. Суть, очевидно, вызывает беспокойство капиталистических классов, и поэтому полярность экономической стабильности ужасна; все благодаря быстрой моде, зависящей от синтетики.

Лучший способ защитить нашу окружающую среду и здоровье нашего глобального сообщества – это использовать натуральные волокна или синтетические материалы, которые производятся более ответственно.Чтобы создать устойчивый и более экологичный гардероб или продуктовую линейку, по возможности избегайте синтетических материалов, таких как полиэстер или нейлон. По крайней мере, выбирайте переработанные полиэфиры, которые являются очень доступным местом для начала и огромным средством от захоронения мусора.

Наконец, я хочу дать вам небольшой совет: «Помните о больших последствиях вашего маленького повседневного выбора». Генеральный директор и соучредитель Zady Максин Бедат сказала это лучше всего, когда объяснила: «Одежда, которую мы выбираем каждый день, оказывает огромное влияние на планету и ее людей.Наша одежда может либо продолжать оставаться основной частью проблемы, либо играть огромную роль в приведении нашей планеты в нужное русло. Выбор в конечном итоге за нами… »

Если вы нашли этот пост интересным, то подпишитесь на нашу рассылку! Мы будем сообщать вам о скидках, новостях, событиях и новых тканях!

И нам приятно слышать ваши комментарии к нашим статьям – ответили ли мы на какие-либо вопросы, которые могут у вас возникнуть, или мы спровоцировали у вас новые вопросы? Дайте нам знать или, что еще лучше … зарегистрируйтесь в нашей группе Meet-up, где мы собираемся на мастер-классах, торговых мероприятиях, обсуждениях и вечерах, посвященных напиткам, чтобы делиться идеями, проблемами, новостями и планами в области экологически безопасного и этичного текстиля и дизайн!

Хотите узнать больше об этичном текстиле и о том, как использовать его в своей модной коллекции?

Коллектив Sustainable Fashion Collective проводит мастер-классы по определенным типам волокон.Каждый мастер-класс содержит уроки от приглашенных экспертов, от брендов до новаторов в области материалов.

Вторичные ткани: социальные, экологические и экономические последствия

Этичные ткани и почему мы должны их использовать

Влияние стирки и стирки на окружающую среду

Продление срока службы одежды и текстиля

Upcycling и круговая экономика

Экологически чистые чернила и печать

Mastering Dyes And Finnish

>> Зарегистрируйтесь и обновитесь как профессиональный член для получения полного доступа.

Синтетический материал – обзор

Синтетические материалы

В последние годы синтетические материалы все чаще используются для улучшения свойств почвы. Эти материалы (обычно называемые геосинтетиками) способны выполнять многие из функций, требуемых для барьерной системы на свалке, такие как облицовка, разделение различных материалов, дренаж, фильтрация и армирование (рис. 7.1.3).

Основные преимущества использования геосинтетических материалов по сравнению с природными материалами заключаются в их доступности, небольшом объеме потребления и, в некоторых случаях, более высокой производительности.Другие потенциальные преимущества, такие как долговечность, низкая стоимость и низкие эксплуатационные расходы, напротив, несколько сомнительны. К категориям геосинтетических материалов, подходящих для использования на свалках, относятся следующие: геомембраны, геотекстиль, геосетки, геосетки и геокомпозиты.

Геомембраны представляют собой ряд различных синтетических гибких мембран с очень низкой проницаемостью; их можно разделить на битумные геомембраны и полимерные геомембраны. Первые производятся путем распыления асфальта или битума на тканые и нетканые материалы.Полимерные геомембраны производятся с использованием нескольких видов полимеров и эластомеров (см. Главу 7.3). Полиэтилен высокой плотности (HDPE) является наиболее широко используемым материалом при производстве геомембран для футеровки полигонов, главным образом из-за его химической и биологической стойкости и способности к сшиванию.

Геотекстиль состоит из синтетических тканей, полученных либо путем обычного плетения (тканые геотекстили), либо путем размещения в мате произвольной структуры (нетканый геотекстиль).

Геосетки – это пластмассы, образующие широко открытую регулярную сетчатую структуру, специально разработанные для армирования грунта.

Геосетки производятся путем непрерывной экструзии пересекающихся ребер, которые образуют сетчатую структуру, подходящую для отвода жидкости. Наиболее широко используемый полимер при производстве георешеток и геосеток – полиэтилен; также используются полиэстер и полипропилен.

Геокомпозиты – это продукты, полученные путем объединения двух или более различных геосинтетических материалов, а иногда и природных материалов.Наиболее типичными конфигурациями геокомпозитов являются следующие: геотекстиль + бентонит + геотекстиль (бентонитовый геокомпозит, широко известный как GCL – Geosynthetic Clay Liner) и геотекстиль + синтетический дренажный мат + геотекстиль (геокомпозитный дренаж).

Подробное описание геосинтетических материалов и обсуждение критериев проектирования предоставлено Кернером (2012).

Трубы используются в системах сбора сточных вод и в газосборных скважинах. Они имеют перфорацию или, чаще, прорези.Обычно они изготавливаются из полиэтилена высокой плотности. Доказано, что термопластические материалы более устойчивы к химическому воздействию (Haxo and Haxo, 1994). Перфорированные пластмассы, армированные стекловолокном, можно удобно использовать для больших диаметров (> 60 см), если это требуется в определенных областях применения, таких как полуэробное захоронение отходов (см. Главу 14.2).

Свойства природных и обработанных материалов

Идея этого фокуса исследована через:

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Сегодня студенты окружены разнообразными материалами, которые часто классифицируются как натуральные или обработанные.Эту классификацию следует рассматривать как континуум, а не как классификацию «либо / или». Натуральные материалы – это материалы, которые встречаются в естественной среде и претерпели очень незначительные изменения. Обработанные материалы часто являются модифицированными из натуральных материалов или вообще не встречаются в естественной среде, но были разработаны и изготовлены для выполнения определенной цели. В континууме, использующем древесину в качестве материала, древесина будет естественным материалом, а с увеличением уровня обработки у вас будут фанера, МДФ (древесноволокнистая плита средней плотности) и бумага.

Студенты реже знакомятся с природными материалами, и им становится все труднее определять источник сырья, необходимого для производства многих обработанных материалов. Их общий опыт связан с игрушками, одеждой и другими материалами, изготовленными из пластика, синтетики, полимеров и смол, и они с меньшей вероятностью смогут идентифицировать натуральные материалы, такие как хлопок, вискоза, шелк, шерсть и мохер, полученные из растений и животных.

Учащиеся в общих чертах определяют вещества и материалы по тому, как они используются, и обычно могут определить только одно или два свойства, которые делают материал хорошо подходящим для его применения.Они также склонны связывать вещества и материалы с объектами, и хотя некоторые из очевидных свойств этих объектов могут подвергаться химическим реакциям, приводящим к изменению цвета, запаха и состава, они по-прежнему считают, что объект и материал, из которого он сделан Состав остаются прежними, т.е. студенты считают, что когда железо ржавеет, ржавчина, хотя и изменила цвет, все же остается железом.

Исследования: de Vos & Verdonk (1987)

В нашем постоянно растущем коммерческом мире студенты с меньшей вероятностью будут иметь опыт, требующий от них выбора или даже определения материалов на основе их пригодности для выполнения данной задачи.Современный потребитель с большей вероятностью купит одежду, исходя из стоимости, эстетики или доступности, и оставит вопросы выбора материала, предназначенного для повышения функциональности, производителям продукции. Сравнительное исследование учеников 3-го класса в Западной Австралии показало, что каждый третий ученик не может определить, является ли пластиковая пленка водонепроницаемой. Вывод состоит в том, что учащиеся понимают, что пластиковая пленка используется для упаковки бутербродов, потому что она «продается для этой цели», а не потому, что она обладает важными свойствами, позволяющими ей хорошо подходить к задаче, т.е.е. пластиковая пленка водонепроницаема, легка и гибка, прозрачна, легко складывается и разворачивается, создает герметичное уплотнение при контакте и имеет низкую стоимость.

Исследования: Джонс (1998)

Студенты часто неявно знают свойства широкого диапазона материалов, с которыми они сталкивались. Поскольку материалы, которые они используют, были выбраны другими на основе их свойств, у студентов редко возникает потребность в определении конкретных свойств, и в большинстве случаев они не видят необходимости задавать такие простые, а иногда и очевидные вопросы, как:

• , почему окна сделаны из стекло?
• Какие свойства кирпича делают его таким подходящим для возведения стен?
• почему мы выбираем пушистые или покрытые шерстью материалы для создания одежды, чтобы нам было тепло?

Научная точка зрения

Свойства и структура материалов взаимосвязаны и определяют их поведение.Их использование определяется их свойствами, некоторые из которых могут быть изменены и улучшены путем обработки.

На протяжении всей истории люди находили необходимость модифицировать природные материалы для улучшения их полезных свойств. Все больше и больше людей полагается на обработанные материалы, что требует модификации материалов для создания новых, которых раньше не существовало. Пластмассы – важный тому пример. Чем больше обрабатывается материал, тем больше вероятность того, что он создаст проблемы с удалением отходов.

Важнейшие идеи обучения

• Различные материалы обладают разными свойствами, такими как цвет, прочность, текстура, запах, твердость, гибкость, а также стоимость, которые определяют их применение и вероятное использование.
• Натуральные материалы часто выбираются для применений, в которых используются их свойства, а также используются из-за их доступности или стоимости производства.
• Натуральные материалы можно комбинировать, смешивать, нагревать или обрабатывать различными способами для производства обработанных материалов с измененными или улучшенными свойствами.

Изучите взаимосвязь между идеями о натуральных и обработанных материалах в Карты развития концепции (атомы и молекулы, химические реакции, сохранение материи,
состояний материи).

Педагогическая деятельность

Собирать доказательства / данные для анализа и открывать обсуждение посредством обмена опытом

Цель этого занятия – познакомить учащихся с рядом естественных и синтетические материалы и способствуют обсуждению улучшенных свойств синтетических красителей.Студенты также могли обсудить и определить некоторые недостатки синтетических красителей по сравнению с натуральными красителями, такие как удаление отходов, вопросы безопасности и аллергии.

Соберите несколько натуральных продуктов, которые имеют яркий цвет и могут быть использованы в качестве возможных источников натуральных красителей (например, свекла, ежевика, шафран, красная смородина, малина и лепестки цветов), и купите несколько коммерческих синтетических красителей для холодной воды. Подготовьте ряд образцов одежды как из натуральных, так и из синтетических материалов (таких как хлопок, шелк, нейлон, терилен и полиэстер), идентифицируйте каждый и поместите образцы в контейнеры с различными красителями.Оставьте их на пару дней, а затем снимите их в перчатках, промойте под холодной водой и просушите на воздухе.

Предложите ученикам оценить, насколько эффективны натуральные и синтетические красители в создании стойкого изменения цвета ткани. Какие из натуральных материалов больше всего пострадали от красителей, а какие тускнеют при стирке? Обсудите преимущества и недостатки натуральных и синтетических красителей и их способность быстро менять цвет в различных материалах.

Рассмотрите возможность изучения историй о развитии обработанного материала, таких как Тирский «Королевский» Пурпур и случайное открытие лилового цвета в 1856 году сэром Уильямом Перкинсом.

Разъяснение и объединение идей для / путем общения с другими

Это упражнение направлено на то, чтобы побудить студентов определять и обсуждать физические свойства ряда материалов и предлагать на основе выявленных свойств, как их можно наилучшим образом использовать.

Соберите и познакомьте класс с рядом натуральных и обработанных материалов.Старайтесь не показывать им легко узнаваемые предметы, предназначенные для определенной цели (например, строительный кирпич). Призовите класс определить ряд индивидуальных свойств, связанных с каждым материалом, а затем предложите им выбрать материал, наиболее подходящий для конкретной задачи.

Например, соберите несколько небольших трубок из следующих материалов: стекло, ПВХ, картон, металл, керамика и бамбук. После того, как учащиеся обсудят и определили различные свойства каждого материала, предложите им поработать в группах, чтобы определить лучший материал для выполнения следующих задач / целей: транспортировка холодной воды, транспортировка кипящей воды, изготовление столбов для палаток, проведение электрических проводов, строительство игровой площадки. альпинистское снаряжение, соорудить тару для отправки почты и развести костер.

Предложите студентам обсудить и определить свойства, которые делают материал подходящим для выполнения задания. Студенты также могут составить список других натуральных и обработанных материалов, хорошо подходящих для выполнения требуемой задачи.

Другой подход к этому виду деятельности представлен в виньетке PEEL. Почему мы не делаем нижнее белье из стекла?

Бросить вызов существующим идеям и собрать доказательства / данные для анализа

Подберите различные пластиковые и бумажные пакеты, подходящие для покупки в супермаркете.Отрежьте полоски одинакового размера из каждой и разработайте способы измерения силы, необходимой для их разрыва.

Например, прикрепите ведро с помощью веревки и сравните количество чашек с песком, необходимое в ведре, прежде чем полоска разорвется. Предложите студентам нарисовать простой граф с изображением количества чашек, необходимых для разрыва каждой полоски. Обсудите преимущества и недостатки каждого из протестированных материалов.

Синтетическое волокно – обзор

4.1 Введение

Синтетические волокна – это искусственные волокна, полученные из химических ресурсов (Achwal 1984).Синтетические волокна представляют собой непрерывные волокна в процессе экструзии волокна на стадии производства методами сухого или мокрого прядения или прядения из расплава, что означает, что волокна бывают большой длины. Синтетические волокна производятся из растительных материалов и минералов: вискоза поступает из сосны или нефтехимии, а акрил, нейлон и полиэстер – из нефти и угля. Вискозное волокно получается из целлюлозы; универсальность позволяет имитировать такие материалы, как хлопок или шелк. Полиэстер – это прочный синтетический материал, за которым легко ухаживать.Его внешний вид гладкий и глянцевый. Нейлоновое волокно прочное и эластичное, его не нужно прессовать; чтобы быть синтетическим, его нужно стирать теплой водой (So Hee Lee and Wha Soon Song 2010).

Потенциал микробных ферментов для модификации поверхности синтетических волокон был недавно оценен (Khoddami et al. 2001). Основными преимуществами ферментов в модификации полимеров по сравнению с химическими методами являются более мягкие реакции, ведущие к меньшему повреждению волокон, более легкий контроль и экологичность для поверхностей полимеров.Ферментативный гидролиз синтетических волокон улучшает некоторые нежелательные свойства, такие как гидрофильность, повышенный комфорт при ношении, склонность к образованию пиллинга, низкая окрашиваемость и электростатические силы.

Поли (этилентерефталат) (ПЭТ) – наиболее широко используемое синтетическое волокно для одежды, поскольку оно обладает множеством полезных свойств. Однако он также имеет несколько недостатков, большинство из которых связано с низкой гидрофильностью (восстановление влажности 0,4%) (Zeronian and Collins 1990). Из-за такой низкой гидрофильности поверхности тканей ПЭТ не могут легко смачиваться, и это может вызвать некоторые трудности при отделке, стирке и окрашивании.Кроме того, из-за накопления электростатического заряда и образования пиллинга на поверхности тканей из ПЭТ снижается комфорт при ношении одежды. Чтобы решить эти проблемы, было предпринято множество попыток изменить низкую гидрофильность поверхности тканей из ПЭТ. Недавние исследования предложили новые альтернативы химической обработке; один из них предполагает использование ферментов для экологически чистой обработки (Kim and Song 2012). Ферментативный гидролиз более выгоден, чем обычный химический гидролиз путем обработки щелочью, поскольку он потребляет меньшее количество энергии; кроме того, не требуются агрессивные химикаты.Более того, ферментативный гидролиз ограничен поверхностью волокна, поскольку ферменты не могут проникнуть внутрь волокна; таким образом, нет никакого снижения прочности волокна (Cavalco-Paulo and Gübitz 2003). Некоторые из ферментов, которые потенциально могут быть применены для гидролиза ПЭТ-ткани, включают липазы и кутиназы, эстеразы. Гидролиз этих ферментов по сложноэфирной связи вызывает образование гидроксильных и карбоксильных групп на поверхности тканей, поэтому гидрофильность поверхности тканей из ПЭТ может быть улучшена. Среди них липазы имеют наибольшее количество промышленных применений и уже считаются эффективными ферментами для гидролиза тканей из ПЭТ.

Биопереработка синтетических волокон, таких как полиэстер, нейлон, полипропилен, полиэтилен, полистирол; сообщалось о полусинтетических (регенерированных) волокнах, таких как вискоза, лиоцелл и модал (Heumann et al. 2006). Более того, отчеты о предыдущих исследованиях, проведенных исследователями и учеными в области синтетических волокон, показали очень мало, и исследования сосредоточены на улучшении функциональных характеристик синтетических волокон. Новая инновационная работа над характеристиками поверхности полиэфирного волокна с использованием липазы и других ферментов для улучшения гидрофильной природы полиэстера является творческой и проложит новый путь для функционального текстиля.

Как природные ресурсы становятся синтетическими материалами

Обзор агрегата

Как мы можем использовать натуральные материалы для создания новых и полезных синтетических материалов? Студенческие команды будут исследовать различные природные ресурсы, которые подвергаются химическому процессу с образованием синтетических материалов, и новые материалы, которые могут быть изготовлены из них, включая новые лекарства, продукты питания и альтернативные виды топлива. Им будет предложено деконструировать материал (ы) и реконструировать из того же материала, чтобы имитировать процесс химической реакции.Студенты будут исследовать и систематизировать информацию и создавать анализ жизненного цикла, чтобы определить воздействие на окружающую среду выбранного предмета одежды. Студенческие команды Design Challenge создают изделия для младших школьников как из натуральных, так и из синтетических материалов.

Стандарт содержания, адресованный в этом информационном блоке:

Этот блок справок знакомит студентов с последовательностью уроков, посвященных стандарту NGSS MS-PS1-3: Соберите и осмыслите информацию, чтобы описать, что синтетические материалы происходят из природных ресурсов и влияют на общество.

Образовательные результаты

• Урок 1: Учащиеся узнают о важности электричества и пишут рассказ о мире без него
• Урок 2: Студенты исследуют и объясняют роль электронов в создании электрических сил
• Урок 3: Студенты строят последовательные и параллельные цепи и объясняют наблюдения с точки зрения электрических сил
• Урок 4: Учащиеся используют атрибуты диодов для управления прохождением электрического тока через параллельную цепь
• Урок 5: Студенты создают две светодиодные схемы и объясняют наблюдения с точки зрения электрических сил
• Урок 6: Учащиеся считывают значения цветового кода сопротивления и строят светодиодные схемы с разными резисторами
• Урок 7: Студенты создают светодиодную схему, которая включает конденсаторы и резисторы разных номиналов
• Урок 8: Студенты создают схемы, содержащие транзисторы и другие электрические компоненты
• Задача дизайна: студенты проектируют, конструируют и тестируют настольную игру, содержащую схему, которая создает свет и звук как свидетельство передачи энергии.

Интеграция дизайн-мышления

Этот блок начинается с урока эмпатии, который связывает разницу между натуральными и синтетическими материалами и глубже погружается в то, почему мы создаем синтетические материалы, а также в более глубокие сведения о преимуществах и опасностях создания синтетических материалов.На первом этапе определения модуль знакомит с основами химии, где происходят химические реакции, и бросает вызов студентам в мини-задании по дизайну, которое воспроизводит 4 основных типа химических реакций. На втором этапе определения модуль охватывает опасности создания синтетических материалов и знакомит студентов с анализом жизненного цикла (инструмент, используемый для измерения воздействия на окружающую среду), студенты будут исследовать и систематизировать информацию и создавать LCA для сравнения воздействия статьи на окружающую среду. одежды.В конкурсе Design Challenge студенческие команды создают продукт для младших школьников из натуральных и синтетических материалов.

Обзор дизайнерского мышления

Наши подразделения дизайн-мышления состоят из пяти этапов, основанных на модели d.school. Каждую фазу можно повторять, чтобы студенты могли повторно работать и повторять, развивая более глубокое понимание основных концепций. Это пять фаз модели дизайн-мышления:

СОПРИЧАЙТЕ: Работайте, чтобы полностью понять опыт пользователя, для которого вы разрабатываете.Делайте это посредством наблюдения, взаимодействия и погружения в их опыт.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Обработка и синтез результатов вашей работы с эмпатией, чтобы сформировать точку зрения пользователя, которую вы будете учитывать в своем дизайне.

IDEATE: Изучите широкий спектр возможных решений, создав большое количество разнообразных возможных решений, что позволит вам выйти за рамки очевидного и изучить ряд идей.

ПРОТОТИП: Превратите свои идеи в физическую форму, чтобы вы могли испытывать их и взаимодействовать с ними, а в процессе обучения и развития сочувствия.

ТЕСТ: Попробуйте продукты с высоким разрешением и используйте наблюдения и отзывы, чтобы улучшить прототипы, узнать больше о пользователе и уточнить свою исходную точку зрения.

Процесс дизайнерского мышления | Редизайн театра. (нет данных). Получено 2 апреля 2016 г. с сайта http://dschool.stanford.edu/redesigningtheater/the-design-thinking-process/

Интегрированные стандарты STEAM

NGSS MS-PS1-3: Соберите и проанализируйте информацию, чтобы описать, что синтетические материалы происходят из природных ресурсов и влияют на общество.

Материалы блока

• • RAFT Makerspace в коробке
    • Различные клеи, соединители и крепежные детали (например, канцелярские скрепки, скрепки для бумаг, нити, пряжа, прокладки из адгезива, деревянные палочки для перемешивания, соломинки, ложки, пипетки, этикетки и наклейки, резинки и т. Д.)
    • Материалы (например, образцы ламината, пылезащитные чехлы, куски пенопласта, контейнеры для деликатесов, рыбный картон, картонные тубы, обрывки пластинок, плакаты, шапочки для душа, отходы, открытки и т. Д.)
    • Лента, клей, ножницы, таймер
    • Записываемые материалы: страницы журнала RAFT Makerspace (для каждого урока)
    • Необязательно: папка для каждого студента, в которой он хранит свои страницы журнала Makerspace.
    • Tech: компьютер или телевизор в классе для просмотра видео.

Maker Journal Pages

Урок 1 Maker Journal: натуральные и синтетические материалы

Урок 1 Maker Journal: Преимущества и опасности синтетических материалов

Урок 2 Maker Journal: 4 основных типа химических реакций

Урок 3 Maker Journal: Инструмент анализа жизненного цикла

Урок 1: Сочувствие: зачем нам создавать синтетические материалы?

Сопереживать – Понимание реальной ситуации и ощущение того, что чувствует другой человек.

Урок (-ы) эмпатии – направлен на развитие, вовлечение и привлечение учащихся к глубокому пониманию проблемы и предмета.

Основные вопросы:

• • • В чем разница между натуральными и синтетическими материалами?
    • Зачем нам создавать синтетические материалы?

Обзор урока:

Этот урок начинается с того, что учащиеся думают о материалах, которые у них есть в классе, и о том, как эти материалы были созданы.Урок продолжается введением в ключевые концепции, которые будут дополнительно изучены на этапе определения, такие как различия между натуральными и синтетическими материалами и химический процесс синтеза. Затем студенты посмотрят короткое видео о Перси Джулиане, а затем обсудят, как его работа в области химии помогает создавать ингредиенты, которые необходимы в широком спектре лекарств, используемых на протяжении многих лет для спасения миллионов жизней.

Порядок занятий:

• • 1. Расскажите учащимся, что этот модуль будет охватывать процесс взятия природных материалов и их синтеза для создания новых продуктов – синтетики.
    2. Попросит учащихся осмотреть класс, выбрать один предмет и записать или нарисовать, как они воображают, что этот предмет был изготовлен и из каких материалов был произведен этот предмет.

• • 1. Проведите обсуждение, которое познакомит с этими ключевыми понятиями:
       1. синтетические материалы производятся людьми
       2. природные материалы – это элементы и соединения, которые происходят из земли
       3. используя процесс химической реакции, мы изменяем природные ресурсы для создания синтетических ресурсов
    2. Попросите учащихся взглянуть на свое письменное упражнение раньше и обвести любые упоминания о природных ресурсах.
    3. Попросите студентов поработать в группах и напишите, почему нам, как обществу, необходимо создавать искусственные материалы из природных материалов. Пусть группы поделятся с коллегами. Попросите учащихся провести мозговой штурм, каковы недостатки производства синтетических материалов из природных ресурсов. [Подробнее] Предложите учащимся поделиться.

• • 1. Покажите биографию Министерства здравоохранения штата Миссури о докторе Перси Джулиане, афроамериканском химике, который использовал природные ресурсы сои и ямса для синтеза молекулы, которая будет массово производиться и использоваться в медицине и спасать миллионы жизней.[Подробнее] Необязательно: покажите учащимся полностью забытый гений NOVA.
    2. Последующее обсуждение и размышления студентов об их опыте обучения на данный момент.

Пример диалога между учителем и учеником

T: Вещи, которыми вы владеете, телефоны, одежда, игры, наш урок в будущем будет посвящен тому, как эти продукты производятся. Может кто-нибудь привести мне пример того, как что-то было сделано в этой комнате?

S: Одежда, которая у нас есть, была выращена и, вероятно, сделана в Китае, людям, вероятно, приходилось ее выращивать, и кто-то ее сшил, и ее отправили сюда, где мы забрали ее в торговом центре.

T: Хорошо. Но это еще не все. Что насчет вашего телефона, как он был сделан и из чего?

S: Электроника была произведена за границей из таких материалов, как пластик и металл.

T: Как получается что-то вроде пластика? Давайте возьмем минутку, я хочу, чтобы вы выбрали предмет (или продукт) из этой комнаты, и я хочу, чтобы вы представили все шаги, которые потребовались для создания этого продукта. Я хочу, чтобы вы использовали этот рабочий лист, который будет частью нашего научного журнала / журнала для разработчиков на протяжении всего урока.

T: Когда мы говорим о таких материалах, как пластик, он считается синтетическим. Синтетические материалы созданы руками человека. Пластик не растет на настоящей земле, и его нельзя выкопать из земли. Как мы называем то, что исходит от земли?

S: Я думаю, это натуральные или органические материалы.

T: Синтетические материалы, которые мы производим, но из чего мы делаем эти материалы?

S: «С земли?»

T: А как мы называем то, что исходит от земли? Ага, натуральный материал.Синтетический материал, который мы используем, происходит из природного материала, который нам дает земля. Мы создаем синтетические материалы из натуральных материалов в процессе химической реакции. Давайте подумаем и напишем.

T: Давайте поразмышляем и напишем о наших синтетических продуктах. Зачем они нам нужны? Чем они нам полезны? И в то же время чем они вредны для нас? Мы будем записывать свои мысли в наш журнал для научных работников и разработчиков. Мы поделимся друг с другом, когда закончим.

T: Спасибо, что поделились своим дневником. То, что я слышу, звучит правдоподобно. У синтетических материалов много преимуществ, они обладают свойствами, которые мы не можем найти в природе, они позволяют нам делать вещи сильнее, легче, экономичнее, ярче и долговечнее. И в то же время мы увеличиваем загрязнение нашего мира, влияем на здоровье животных и людей и требует энергии для производства.

T: Я не хочу, чтобы все думали, что все это плохо.Наша работа с синтетикой принесла хорошие результаты. Кто здесь слышал о докторе Перси Джулиане?

S: Понятия не имею.

T: Ничего страшного, не так много людей, но он был химиком, который создал синтетические ингредиенты в лекарствах, которые помогли спасти миллионы жизней. Вы и ваши родители, вероятно, принимали лекарство, и благодаря его работе теперь эти лекарства стали возможны.

Внешние ресурсы

Департамент здравоохранения штата Миссури докторПерси Джулиан

Забытый гений NOVA

Maker Journal Pages

Урок 1 Maker Journal: натуральные и синтетические материалы

Урок 1 Maker Journal: Преимущества и опасности синтетических материалов

Заметки для учителя

Ключевые концепции, которые следует запомнить и выделить:

• • • Синтетические материалы производятся людьми
    • Природные материалы – это элементы и соединения, которые происходят из земли
    • Химические реакции заменяют природные материалы на синтетические
    • Синтетические материалы имеют свойства, отличные от природных материалов, мы повышаем прочность, уменьшаем вес, предотвращаем ржавчину, создаем горение за счет синтетических материалов.
    • Создание синтетических материалов сокращает наши природные ресурсы, увеличивает загрязнение окружающей среды, требует больше энергии и ставит под угрозу здоровье животных и людей.

Оценка

Формирующая групповая оценка

Используя инструменты группового оценивания, такие как Kahoot или Sporcle, учителя могут создавать викторины, чтобы определить, является ли материал натуральным или синтетическим.

Формирующее индивидуальное оценивание

Используя инструмент оценки, например формы Google, учителя могут создать тест для оценки учебных целей этого урока.

Урок 2: Определите: что такое процесс синтеза?

Основные вопросы:

• • • Что такое химические реакции?
    • Каковы основные типы химических реакций?
    • Как связаны биология и химия?

Обзор урока:

На этом этапе определения студенты узнают, что синтетический материал создается с помощью химии, и что химические реакции – это естественные процессы, которые происходят постоянно, особенно в природе.Студенты примут участие в дискуссии, которая осветит основы химической реакции. Студенты примут участие в процессе, решив задачу по дизайну, где они должны разбить материалы на части и объединить их в другой продукт

Порядок занятий:

• • 1. Активные предыдущие знания учащихся из первого урока путем опроса учащихся о разнице между натуральными и синтетическими материалами.
    2. Покажите, что TED-Ed вызывает химическую реакцию.
    3. Напомните студентам, что процесс создания синтетических материалов требует химической реакции, и проведите студентами обсуждение химических реакций, которые помогут им понять эти концепции:
       1. химические реакции включают не только опасные химические вещества
       Происходит
       2. химических реакций:
          1. в живых организмах, когда пища превращается в топливо (биология),
          2. в ингредиентах для приготовления пищи изменяют текстуру [Необязательно: покажите TED-Ed The chemistry of Cookies]
          3. в окружающей среде, когда воздух становится загрязненным, океан более кислый
          4. в космосе, где слились атомы
       3. химических реакций происходят, когда атомы и молекулы объединяются или разделяются
    4. Предложите учащимся принять участие в мини-задании по конструированию, которое будет представлять четыре основные химические реакции.Распределите группы и раздайте Журнал с указаниями. Определите время каждой сборки и попросите учащихся поделиться тем, что они строили, и определить материалы, с которых они начали, как реагенты, и дизайн, который они закончили как продукт.

• • 1. Продолжение с обсуждением и размышлениями учащихся об основных затронутых концепциях и об их опыте обучения на данный момент.

Пример диалога учителя и ученика

T: Мы знаем разницу между натуральными и синтетическими материалами, и что с помощью химической реакции мы можем превратить природные материалы в синтетические, но что мы знаем о химии и химической реакции?

S: Химические реакции – это когда что-то меняется, например, когда твердое вещество становится жидкостью.

T: Это меняет состояние материи, и это близко, но химические реакции – это взаимодействия между молекулами, при которых происходит перегруппировка их частей. Давайте посмотрим на это видео, чтобы вкратце познакомиться с химическими реакциями.

T: Как часто в обычный день вокруг вас происходит химическая реакция? Происходят ли сейчас химические реакции, когда мы говорим?

S: Я уверен, что есть несколько, мы в школе, там лаборатория.

T: Это правда, что у нас есть лаборатория, но химические реакции не ограничиваются только лабораторией или пробирками, они на самом деле происходят каждый день и везде. Это происходит в естественных условиях, когда растения используют энергию солнца для производства сахара, это происходит, когда вы используете этот сахар в качестве топлива для своего тела, это происходит, когда мы используем наши машины, это происходит в космосе. Давайте посмотрим на это видео, чтобы увидеть, как процесс приготовления на самом деле представляет собой процесс химической реакции.

S: Что происходит в химической реакции?

T: Существует много типов химических реакций, но мы собираемся сосредоточиться на самых основных 4 и попытаться увидеть, чем каждая химическая реакция немного отличается.Отметим эту активность в нашем MakerJournal. Вы собираетесь найти материалы из нашего рабочего пространства и класса и разбить их на четыре типа реакции. Эти четыре реакции: 1. синтез 2. разложение 3. простое замещение 4. двойное замещение.

Атомы – это строительные блоки всей материи. Сотни различных атомов объединяются в молекулы, становясь всем, что мы видим и к чему прикасаемся. Они ОЧЕНЬ маленькие, но для того, чтобы понять электричество, необходимо пойти еще меньше, в область субатомных частиц.

Есть три основных субатомных частицы: электроны, протоны и нейтроны. Протоны и нейтроны образуют ядро ​​атома. Электроны вращаются вокруг ядра, хотя и не по красивым круговым орбитам, как планеты. Вместо этого они быстро кружат вокруг ядра в пространстве, которое называется электронным облаком. Легче понять электричество в терминах знакомой модели атома с красивыми круговыми орбитами, называемой моделью атома Бора (см. Ниже). Число протонов в атоме определяет его атомный номер.Это число – одна из основных частей информации, которую люди видят, глядя на таблицу Менделеева. Бор, изображенный выше, состоит из пяти протонов и имеет атомный номер пять. Стабильные атомы имеют такое же количество электронов, что и протоны, то есть бор имеет пять электронов. Нейтроны удерживают протоны в ядре. Количество нейтронов может варьироваться, поэтому атомы могут иметь другие формы, называемые изотопами.

Всякая материя имеет что-то, что называется зарядом, который можно измерить. Начисления бывают положительными или отрицательными.Протоны имеют положительный заряд, а электроны – отрицательный. Нейтроны не имеют заряда (нейтральны). Протоны притягивают электроны, потому что у них противоположные заряды. Протоны отталкивают другие протоны, потому что они несут тот же заряд (см. Ниже). Электроны ведут себя примерно так же по отношению к другим электронам. Сила притяжения и отталкивания или притяжения и отталкивания называется электростатической силой. Электроны притягиваются к ядру атома, потому что оно содержит положительно заряженные протоны.Электроны, которые находятся ближе к ядру атома, ощущают более сильную электростатическую силу по отношению к ядру, чем электроны, находящиеся дальше от ядра. Расстояние между зарядами сильно влияет на электростатическую силу, возникающую между ними, будь то сила притяжения или сила отталкивания!

Когда самые удаленные электроны в атоме, называемые валентными электронами, испытывают достаточно сильную электростатическую силу, они могут быть отброшены от атома. Эти электроны являются свободными электронами, потому что они путешествуют в свободном пространстве.Помните, что атомы настолько малы, что между ними остается пространство даже в твердых объектах. Столкнувшиеся электроны могут непрерывно притягиваться и отталкиваться в определенном направлении за счет электростатических сил. Это цепочечный поток электронов, называемый электрическим током. Без электростатических сил не было бы электрического тока. На изображении ниже валентный электрон в самом левом атоме сталкивается с соседним атомом справа, поэтому в этом примере электростатические силы притяжения и отталкивания толкают электрон слева направо.

Электростатические силы, толкающие и тянущие электроны, создаются электрическим полем. Электрические поля – это модели физических взаимодействий между заряженными объектами, точно так же, как гравитационное поле – это модель взаимодействия между объектами массы (например, Землей и Луной). Обратите внимание, что линии поля показывают, что заряды притягиваются друг к другу. Если бы красный заряд был положительным, силовые линии указывали бы в сторону, указывая на отталкивающее взаимодействие.Разница между этими моделями состоит в том, что в электрических полях заряды могут двигаться навстречу друг другу или от них, тогда как при гравитации объекты массы движутся только навстречу друг другу. Мы не можем видеть электрические поля так же, как мы не можем видеть гравитационные поля, но мы можем видеть реальное воздействие, которое они оказывают на объекты. Доказать существование электрических полей относительно легко, потирая различные материалы друг о друга для создания статического электричества.

Прикосновение двух предметов друг к другу и последующее их разделение может перемещать электроны от одного предмета к другому.Элемент, который получает электроны, будет иметь отрицательный (-) заряд, если у элемента больше электронов, чем протонов. Элемент, который теряет электроны, будет иметь чистый положительный (+) заряд, если у элемента меньше электронов, чем протонов. Например, когда воздушный шар трется о волосы человека, воздушный шар имеет сильное сродство к электронам и получает больше электронов от волос. Это дает воздушный шар отрицательный заряд. Между тем пряди волос, которые потеряли электроны из-за воздушного шара, имеют чистый положительный заряд (см. Изображение ниже).Противоположные чистые расходы притягиваются друг к другу. Обратите внимание, что в этом процессе электроны перемещаются, а не создаются. Заряды будут «оставаться на месте», если предмет не является проводником, который позволяет электронам легко перемещаться. Элемент с чистым зарядом (положительным или отрицательным) считается заряженным или имеет несбалансированный заряд. Различные материалы различаются по тому, насколько сильно они «держатся» за электроны. Для твердых материалов положительные заряды (протоны) не могут покидать или перемещаться, как электроны.

Материалы урока

Строительные материалы

• • • RAFT Makerspace в коробке
    • Различные клеи, соединители и крепежные детали (например,g., канцелярские скрепки, скрепки для бумаг, нитки, пряжа, подушечки из адгезива, деревянные палочки для перемешивания, соломинки, ложки, пипетки, этикетки и наклейки, резинки и т. д.)
    • Материалы (например, образцы ламината, пылезащитные чехлы, куски пенопласта, контейнеры для деликатесов, рыбный картон, картонные тубы, обрывки пластинок, плакаты, шапочки для душа, отходы, открытки и т. Д.)
    • Лента, клей, ножницы, таймер
    • Записываемые материалы: страницы журнала RAFT Makerspace (для каждого урока)
    • Необязательно: папка для каждого студента, в которой он хранит свои страницы журнала Makerspace.
    • Tech: компьютер или телевизор в классе для просмотра видео.

Внешние ресурсы

TED-Ed. Что вызывает химическую реакцию?

TED-Ed’s The Chemistry of Cookies.

Maker Journal Pages

Maker Journal Студенческая страница: 4 основных типа химических реакций

Заметки для учителя

Ключевые концепции, которые следует осветить на этом уроке:

• • • Общее представление слова «химическая реакция» вызывает изображения жидкостей, смешиваемых в лабораториях, но химические реакции происходят каждый день в биологии, кулинарии и в окружающей среде.
    • 4 основные химические реакции ниже:
      1. Можно представить синтетическую реакцию, когда учащиеся объединяют два объекта вместе.
      2. Реакция разложения может быть представлена, когда учащиеся берут предмет и разбивают его на части.
      3. Единственная реакция замены может быть представлена, когда учащиеся берут два объекта, разбивают один объект на части и прикрепляют эти части ко второму объекту.
      4. Реакция двойной замены может быть представлена, когда учащиеся берут два объекта, разбивают оба объекта на части и рекомбинируют части, чтобы создать два новых объекта.

Учебные цели

• • • Студенты будут задавать вопросы и формулировать гипотезы относительно факторов, влияющих на силу электрических сил
    • Учащиеся проведут расследование, чтобы предоставить доказательства того, что между объектами существуют поля, оказывающие силы друг на друга, даже если объекты не соприкасаются.

Оценка

Самооценка учащихся

Во время кинестетического моделирования попросите учащихся описать своими словами, как они узнали, когда и как быстро двигаться к определенным электрическим зарядам в модели.Они должны описывать явные примеры причинно-следственных связей в терминах электрических сил притяжения и отталкивания. Фасилитатор может устранить концептуальные недопонимания и уточнить, где это необходимо.

Оценка коллег

Студенты в каждой группе проверяют влияние 3-6 различных материалов на карусель и объясняют партнеру относительную скорость вращения. Затем они совместно размещают материалы слева направо с точки зрения увеличения электрической силы, создаваемой материалом.Учащиеся применяют полученные знания для разъяснения концепций друг другу с участием фасилитатора, если это необходимо.

Оценка учителей

Попросите учащихся сделать / ответить следующее:

• • • При использовании статической карусели опишите случаи, когда электрические силы отталкивают и притягивают. Учащиеся должны правильно использовать в своем описании термины электрический заряд , электрическое поле и величина .
    • Каким образом материалы, использованные в статическом исследовании, могут быть использованы для предсказания поведения карусели?
    • Опишите конкретные примеры того, как вы могли бы исследовать гипотезу, которую вы разработали в рамках этого урока. Будьте как можно более конкретными!

Урок 3: Определите: Сколько стоит производство синтетических материалов?

Определите – укажите или точно опишите характер, объем или значение.

Определите этап – Уроки, основанные на методах, навыках и знании основных концепций учащегося.

Основные вопросы:

• • • Какое влияние оказывает создание синтетических материалов?
    • Что такое анализ жизненного цикла (LCA)?

Обзор урока

Эта фаза определения подчеркивает опасности создания синтетических материалов и знакомит студентов с отраслевым стандартом определения воздействия продуктов, которые мы используем, на окружающую среду.Студенты примут участие в заполнении LCA, чтобы сравнить два предмета одежды и сообщить свои выводы своим сверстникам.

Порядок занятий:

• • 1. Напомните учащимся, что на этапе сочувствия мы обсуждали потенциальные опасности при создании синтетических материалов из природных ресурсов. Попросите учащихся вспомнить свои причины и выделить следующие опасности, если учащиеся этого не сделали:
       1. истощение природных ресурсов
       2. влияние загрязнения и биоразлагаемость
       3. энергия, необходимая для создания новых материалов
    2. Объясните учащимся, что для понимания опасностей, которые мы создаем, когда мы используем природные ресурсы для создания синтетических ресурсов, мы создали систему для сбора и сортировки информации, чтобы понять экологическую опасность продуктов, которые мы создаем.Этот процесс сбора и сортировки информации называется анализом жизненного цикла или LCA.
    3. Покажите, что это ваш жизненный цикл, и обсудите со студентами пять оцениваемых категорий.
    4. Разделите учащихся на группы, представьте задания и раздайте MakerJournal. В этом задании учащимся предлагается определить воздействие на окружающую среду двух предметов одежды, заполнив LCA для каждого, исследуя информацию, необходимую для пяти категорий. После заполнения информации следуйте системе оценок, чтобы определить воздействие на окружающую среду.

• • 1. Продолжение с обсуждением и размышлениями учащихся об основных затронутых концепциях и об их опыте обучения на данный момент.

Пример диалога между учителем и учеником

T: Мы уже касались этого, но сегодня мы более подробно рассмотрим влияние создания синтетики. О каких уроках мы говорили?

S: Мы говорили о загрязнении, мы говорили о здоровье животных и жизни, мы говорили об истощении наших природных ресурсов.

T: Верно. Это вещи, о которых мы должны думать, двигаясь вперед, но простая мысль об этом не поможет решить проблему, мы должны понять ее более глубоко. У ученых есть много инструментов для систематизации информации, полученной в ходе экспериментов, или информации, полученной в ходе исследований и экспериментов. Давайте посмотрим это видео, и мы поговорим об этом позже.

T: В этом видео упоминалось, что есть пять областей, о которых мы хотим получить данные.Что это были за пять областей?

S: Он сказал, что у него есть 5 этапов, как природный ресурс, до его производства, затем его распределения, затем до этапа использования потребителями, такими как мы, и, наконец, до его завершения на свалке или в центре переработки .

T: Точно, мы возьмем предмет одежды, который не нужно снимать, может быть, куртку или что-то в этом роде. Ваша группа будет использовать этот тег, и мы собираемся создать LCA для этого выбранного предмета одежды.Затем мы сравним их друг с другом, чтобы увидеть, где они влияют на окружающую среду.

Материалы урока

Техника

• • Компьютеры или мобильные устройства
  • Доступ в Интернет

Внешние ресурсы

Disrupt Design: «Это ваш жизненный цикл»

Maker Journal Pages

Страница студента журнала Maker: Инструмент анализа жизненного цикла (LCA)

Заметки для учителя

Ключевые концепции, которые следует выделить:

• • • LCA – это реальный инструмент, используемый для измерения воздействия на окружающую среду
    • Настоящая LCA будет иметь гораздо больше переменных и информации
    • Эта практика LCA позволяет студентам попрактиковаться в поиске информации и организации информации с помощью балльной системы.
    • Спросите студентов, какие еще переменные они бы добавили, чтобы сделать LCA еще более полезным.

Модель цифрового гражданства:

• • • Подчеркните передовую исследовательскую практику учащихся, компания Common Sense Media разработала соответствующие их классам ресурсы, чтобы научить этому.
    • Практикуйте цитирование информации и использование нескольких источников.

Учебные цели

• • • Студенты будут собирать и разбираться в информации, используя LCA в качестве инструмента.
    • Студенты будут использовать передовой опыт в поиске и проверке информации в Интернете.

Оценка

Самооценка учащихся

Предложите учащимся получить доступ к инструменту LCA: что бы они сделали для его улучшения, какую дополнительную информацию они хотели бы получить, и какие другие переменные могут повлиять на то, как мы используем этот инструмент.

Design Challenge: Может ли ваша группа создать продукт из натуральных и синтетических материалов, отвечающий школьным потребностям?

В завершающем проекте учащимся предлагается работать в команде и создавать продукт, отвечающий потребностям их школы; в продукте должны использоваться как натуральные, так и синтетические материалы, и он должен иметь оценку жизненного цикла.

Основные вопросы:

• • • Может ли ваша группа создать продукт из натуральных и синтетических материалов, отвечающий школьным потребностям?
    • Что вы смогли узнать, протестировав свой дизайн? Как вы можете использовать эти знания для итерации вашего дизайна?
    • Какие методы вы использовали, чтобы понять потребности вашей школы?

Процедура урока

• • 1. Напомните учащимся, что мы так много узнали о процессе преобразования природных материалов в синтетические, а также о том, почему этот процесс полезен и как он может быть вредным для окружающей среды.
    2. Распределите группы и представьте задачу дизайна: Может ли ваша команда создать продукт, отвечающий потребностям этой школы, с использованием как натуральных, так и синтетических материалов?
    3. Познакомить учащихся с предлагаемыми критериями и ограничениями их Задания на Дизайн:

• • 1. 1. Необходимо выяснить у одноклассников, что, по их мнению, может помочь школе.
       2. Необходимо использовать сочетание синтетических и натуральных материалов.
       3. Продукт должен поставляться с LCA.

• • 1. 1. Изделие не может быть слишком тяжелым.
       2. Продукт не должен причинять вред другим учащимся.
       3. Продукт не должен наносить вред окружающей среде.
    2. Выделяйте время для групп, чтобы опросить своих одноклассников и учителей и понять, какой продукт может понадобиться учащимся и школе.
    3. Дайте учащимся время для мозгового штурма и набросков идей в MakerJournal (этап «Определить и придумать»).
    4. Разрешить учащимся создать начальный проект (стадия прототипа).
    5. Разрешить учащимся проверять и размышлять (этап тестирования).
    6. Разрешить учащимся повторять свой дизайн (цикл итераций).
    7. Попросите студентов подвести итоги, поделившись своими размышлениями и любопытством по поводу основных концепций и полученного опыта обучения.

T: Мы собираемся завершить наши уроки по синтетике заданием на дизайн.Мы узнали, что входит в наши продукты, и в этой задаче дизайна мы собираемся построить что-то для нашей школы, для наших одноклассников. Мы хотим создать продукт, который может быть полезен школе, но как нам это узнать?

S: Мы можем провести небольшое исследование, может быть, опрос, чтобы получить представление.

T: Мы будем работать с другим классом, и мы будем делать то, что делают компании, брать интервью у людей, чтобы собрать информацию для нашего продукта. Какие вопросы вы можете задать?

S: Что вам нужно? Что вас беспокоит? Что вы хотите исправить?

T: Теперь, когда мы собрали данные о том, что может понадобиться вашим одноклассникам, давайте найдем минутку, чтобы собрать их.Ваша задача: Может ли ваша команда создать продукт, отвечающий потребностям этой школы, с использованием как натуральных, так и синтетических материалов?

Помните, у каждого проекта должны быть правила, и эти правила устанавливаются в критериях и ограничениях. Критерии являются обязательными в вашем дизайне, ограничения – это то, чего вы не можете иметь, не можете делать.

Критерии (требования к конструкции)

• • • Необходимо выяснить у одноклассников, что, по их мнению, может помочь школе.
    • Необходимо использовать сочетание синтетических и натуральных материалов.
    • Продукт должен поставляться с LCA.

Ограничения (проектные ограничения)

• • • Изделие не может быть слишком тяжелым.
    • Продукт не должен причинять вред другим учащимся.
    • Продукт не должен наносить вред окружающей среде.

Идея

Попросите учащихся поработать в группах и проведите мозговой штурм, а затем нарисуйте на бумаге игровую доску и схемы.Попросите учащихся обозначить ключевые компоненты своей игры и схемы своей игры. Объясните учащимся, что их наброски войдут в их дневник и будут использоваться для отметки, где устройство нуждается в улучшении.

T: Давайте поговорим друг с другом. Подумайте о проблеме, критериях и ограничениях, а также о том, как будет выглядеть ваш продукт и как он будет работать?

S: [Дайте учащимся 5 минут поговорить друг с другом.]

T: Хорошо, теперь давайте потратим еще 5–10 минут и нарисуем набросок того, какие важные материалы используются в вашем продукте и как они работают. Помните, что этот набросок будет важен позже, когда мы определим, что, возможно, не удалось, а что может потребовать некоторых улучшений.

S: У нас слишком много идей, и их никто не слушает.

T: Давайте следовать некоторым важным правилам мозгового штурма. 1. Говорит один человек. 2. Обмениваясь идеями, постарайтесь кратко изложить свою идею, как заголовок газеты.3. Запишите каждую идею. 4. Сгруппируйте все идеи по общности.

Прототип

Если на вашем предприятии есть рабочее место, этап прототипирования наиболее благоприятен в этой среде. В качестве альтернативы материалы из Makerspace-in-a-box компании RAFT можно предварительно отсортировать на столе, чтобы учащиеся могли легко просматривать, брать и возвращать материалы. Попросите учащихся выбрать менеджера по материалам, который будет приносить расходные материалы и избегать возможных пробок в классе.

Отображение правил критериев и ограничений где-нибудь, видимых для всех студентов.Дайте учащимся 10–15 минут на сборку, а затем 10 минут на тестирование перед классом. Эта структура подходит для классных комнат с меньшим пространством, ограниченной зоной тестирования. Это стимулирует групповую презентацию на этапе тестирования, когда каждый может увидеть каждый групповой тест и представить свой дизайн.

В качестве альтернативы можно выделить 20-25 минут на сборку и тестирование вместе. Эта структура подходит для больших классов с большим количеством доступных тестовых площадок и студентов, которые работают лучше благодаря самоорганизации.В этой модели учащиеся могут свободно тестировать по мере сборки и могут выполнять больше итераций.

T: Возьмем эскизы и приступим к созданию прототипов. Помните, что только координатор по снабжению должен восполнить запасы. У нас будет 15 минут, чтобы попытаться создать наш первый прототип. Не беспокойтесь, если вы не успеете закончить работу, помните, что это наш первый прототип, но у нас будет вторая итерация.

S: Мы можем сделать все, что захотим.

T: Да, но помните, что это должно соответствовать критериям и ограничениям.

S: Что произойдет, если нам понадобится помощь?

T: Сначала спросите членов вашей команды, а затем, если всей вашей команде все еще нужна небольшая помощь, сообщите об этом взрослому.

Проверьте и поразмыслите над своим дизайном

Тестирование может проводиться в группах, где каждая группа по очереди выступает в классе. Это помогает выстроить публичные выступления и является интересным способом узнать, что точки отказа в вашем устройстве являются естественной частью инженерной мысли. Тестирование также можно проводить во время сборки, чтобы снизить давление и привлечь больше участников.Предложите учащимся подойти к испытательной площадке и продемонстрировать готовые печатные платы.

Руководящие вопросы:

Какие потребности пытался решить ваш продукт? Как это должно работать?

Умели ли вы использовать как натуральные, так и синтетические материалы?

Как вам удалось соединить ваши материалы вместе?

Что бы вы улучшили в своем дизайне в следующий раз?

T: Хорошо, давайте на минутку остановимся и потратим время на тестирование наших устройств.Помните, что инженерное тестирование на самом деле не для оценки, это для нас, чтобы понять, как работает наше устройство и как мы можем его улучшить. Давайте подойдем к группе и протестируем их дизайн.

S: Наш дизайн еще не готов, но вот как мы спланировали его с помощью нашего эскиза.

T: Ничего страшного, помните, что это модели, и сейчас нам просто интересно, что вы имеете в виду, как идет процесс сборки, чтобы вы могли показать нам набросок того, что у вас может быть.Расскажите о своем дизайне. Насколько он соответствовал критериям и ограничениям?

Процесс инженерного проектирования

Процесс инженерного проектирования – это итеративный процесс. Посредством тестирования и сбора данных (или извлеченных уроков) инженеры воссоздают через несколько итераций изменения конструкции постепенно, пока не будет создано окончательное решение. Существует множество примеров процесса инженерного проектирования, но все они будут следовать одним и тем же принципам понимания проблемы, мозгового штурма, создания прототипа решения, тестирования решения и повторения процесса.

Design Challenge Материалы

• • • RAFT Makerspace в коробке
    • Различные клеи, соединители и крепежные детали (например, канцелярские скрепки, зажимы для бумаг, нити, пряжа, прокладки из пенопласта, деревянные палочки для перемешивания, соломинки, ложки, пипетки, этикетки и наклейки, резинки и т. Д.)
    • Материалы (например, образцы ламината, пылезащитные чехлы, кусочки пенопласта, контейнеры для деликатесов, рыбный картон, картонные тубы, обрезки пластиков, плакаты, шапочки для душа, отходы материалов, открытки и т. Д.))
    • Лента, клей, ножницы, таймер
    • Записываемые материалы: страницы журнала RAFT Makerspace (для каждого урока)
    • Необязательно: папка для каждого ученика, в которой он хранит свои страницы журнала Makerspace.
    • Tech: компьютер или телевизор в классе для просмотра видео.

Техника

Прочие

Maker Journal Pages

Заметки для учителя

Нормализация того, что неудача – это способ обучения, который является общим для всех людей, даже таких профессионалов, как инженеры, ученые, врачи, юристы и спортсмены.Установите вокруг класса вывески, поддерживающие установку на рост. Используйте такие сокращения, как Первая попытка обучения (F.A.I.L).

Позвольте учащимся работать над проблемами, даже если кажется, что они переживают тяжелые времена. Ссылайтесь на критерии и ограничения для учащихся в качестве руководства, правил и инструкций по их разработке и воздерживайтесь от слишком подробных разъяснений. Студенты получат это.

Активный класс

Советы для достижения успеха в активной школьной среде:

Коммуникация имеет решающее значение в процессе проектирования.Учащимся нужно разрешить говорить, стоять и передвигаться, чтобы получить материалы. Помогите учащимся добиться успеха и позаботиться об успехе других, попросив их предсказать проблемы, которые могут возникнуть в активной среде, и попросить их предложить стратегии собственного поведения, которые обеспечат благоприятную рабочую среду для всех учащихся и учителей.

Попрактикуйтесь и спрогнозируйте стратегии очистки перед началом работы. Попросите учащихся предложить предложения по тому, чтобы они оставили чистое и пригодное для использования пространство для следующего занятия.Студентам может понравиться создавать очень конкретные роли по уборке. Как только они будут установлены, одни и те же стратегии, принадлежащие учащимся, можно будет использовать каждый раз, когда происходит практическое обучение.

Натуральные или синтетические ткани – проверенная одежда

Если вы заглянули в свой шкаф прямо сейчас, вы, вероятно, смогли бы точно определить, какая одежда вам нравится больше всего. Этот уютный свитер, к которому вы всегда обращаетесь в дождливый день, или ваша любимая футболка, которая хорошо поношена, или пара джинсов, которые идеально подходят, чтобы вы носили их каждый день, если бы могли.Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, из чего сделана ваша одежда? В большинстве случаев хорошие качества одежды связаны с брендами и высокими расходами; потребители будут автоматически тяготеть к знакомым магазинам, которые хорошо известны своим качеством, ценами, стилем и т. д. Они не задумываются о том, где в мире была сделана одежда или какой тип ткани использовался; натуральный или синтетический? Мы никогда особо не пытаемся выяснить, почему наша любимая одежда именно такая, наша любимая.Что ж, сегодня это изменится. Мы собираемся сравнить и сопоставить натуральную и синтетическую одежду, чтобы определить, на что обращать внимание, открывая для себя новые фавориты, которые не могут жить без фаворитов, и любить их, осознавая свои решения.

Что такое натуральные и синтетические ткани?

Натуральные ткани, такие как хлопок, шелк и шерсть, сделаны из волокон животного или растительного происхождения, в то время как синтетические ткани созданы руками человека и полностью производятся из химических веществ для создания таких тканей, как полиэстер, вискоза, акрил и многие другие.С годами популярность этих синтетических волокон растет. Спрос на полиэфирные волокна с 1980 года увеличился более чем вдвое, в результате чего полиэстер стал самым используемым текстилем, обогнав хлопок. Хотя синтетические волокна известны своей долговечностью и более дешевым производством, они получают из нефтепродуктов и требуют сложной процедуры обработки, как и все синтетические ткани. Но натуральные волокна естественным образом встречаются на нашей планете и не изобретены наукой.Зная это, было много долгих споров о преимуществах синтетических тканей перед натуральными и о том, какой из них считается лучшим.

Натуральные волокна – хлопок

Путь хлопкового завода начинается где-то на ферме в конце марта. Сухой ветерок дует над бескрайними полями, пока шерстистые семена хлопка высаживаются аккуратными рядами в солнечном штате Флорида. Осенью посевы будут готовы к сбору урожая, но сначала растения интенсивно поливают на срок до 200 дней.Из маленького семечка в одежду, которую вы видите в магазинах, хлопок существует уже тысячи лет. Путешествуя с полей к производителям и обратно, хлопок составляет 40 процентов одежды, производимой во всем мире. Тем не менее, хлопок склонен к усадке и имеет небольшую упругость; он очень впитывающий, мягкий и прочный, при этом за ним легко ухаживать. Это натуральное волокно гипоаллергенно, что делает его подходящим выбором для людей с чувствительной кожей. Хлопок полностью натуральный, что делает его комфортной и дышащей тканью круглый год.

Синтетические волокна – полиэстер

Полиэстер, полученный из угля и нефти, волокна являются результатом химической реакции между кислотой и спиртом. Точный процесс, через который проходит материал, варьируется, хотя спецификации держатся в секрете из-за конкуренции между различными компаниями. Эта ткань исключительно прочна и долговечна по сравнению с натуральными волокнами благодаря своим синтетическим качествам. Полиэстер устойчив к растяжению, усадке и складкам; хотя синтетика имеет «пластиковую» характеристику, которая не дышит и не годится для летних месяцев.За ним легко ухаживать, он хорошо сохраняет форму, а также быстро сохнет, что полезно для верхней одежды. Поскольку полиэстер является искусственным, используемые токсины могут вызывать раздражение или вызывать дискомфорт на коже.

Воздействие на окружающую среду

Большинство людей предпочтут хлопок полиэстеру, потому что это натуральный продукт на растительной основе, но оба волокна удивительно схожи с точки зрения воздействия на окружающую среду. Оба типа материалов производятся на заводских предприятиях, где они подвергаются многочисленным химическим процедурам, в которых используются добавки, такие как моющие средства, химические смягчители и отбеливатели, которые часто токсичны для человеческого организма и могут загрязнять окружающую среду.Загрязнение также вызвано транспортировкой продуктов по всему миру.

Для выращивания хлопка требуется много воды и земли, а также дополнительная мощность для техники, используемой для уборки урожая. Чтобы сделать хлопок для одной футболки, необходимо около 2700 литров воды, хотя необходимая вода меньше, чем средний урожай. И количество используемых пестицидов со временем уменьшилось, однако это по-прежнему самый высокий уровень из всех культур. Синтетика из полиэстера вредна, поскольку она состоит из ископаемого топлива и других химикатов, разрушая среду обитания в процессе добычи этих невозобновляемых ресурсов.

Хлопок также поддается биологическому разложению, поэтому в конечном итоге после выброса он разрушится. Но ткань также можно использовать повторно, что требует на 97% меньше энергии, чем для производства нового материала. Одежда, созданная из синтетических волокон, не поддается биологическому разложению и проводит около 30 или более лет на свалке, прежде чем начнет разлагаться. Хотя полиэстер можно изготавливать из перерабатываемых материалов, таких как пластиковые бутылки, что позволит сократить количество отходов другими способами; Скорость производства полиэфира постоянно увеличивается, значительно превышая время разложения после утилизации, что неизбежно приводит к увеличению количества отходов на нашей планете.

В зависимости от вашего беспокойства, оба волокна примерно одинаковы, когда речь идет о воздействии на окружающую среду и последствиях. Самый экологичный метод – это покупка винтажной или бывшей в употреблении одежды в комиссионных магазинах или изготовление собственной одежды из органического хлопка.

Заключение

Обе ткани имеют ряд достоинств и недостатков. Помимо воздействия на окружающую среду, решение сводится к нескольким простым факторам. Назначение: покупаете ли вы зимнее пальто или сарафан, синтетический материал может лучше подойти для одного, чем для другого, и наоборот.Ваше личное мнение, это важно. Теперь, когда вы знаете разницу характеристик между вариантами, вы можете основывать свое решение в зависимости от чувствительности вашей кожи и особых предпочтений в отношении комфорта для предмета одежды. В общем, я лично предпочитаю хлопок синтетической альтернативе, хотя это более дорогой вариант. Ткань более универсальная и удобная, и я по-прежнему считаю ее подходящей круглый год на многие годы вперед.

Теперь вы можете выйти в мир, счастливо не делая покупки, не зная о ваших возможностях и влиянии.