Прямо в эти выходные на ВДНХ проходит «Фестиваль науки и любознательности», организованный Политехническим музеем. Вместе с недавним переименованием ВВЦ обратно в ВДНХ это выглядит настоящим возвращением к былой мощи выставки, и конечно заслуживает внимания.

Может быть, мы ещё увидим как павильоны ВДНХ перестанут продавать одежду и телефоны, и начнут проводить выставки и экскурсии? Хочется надеяться, похоже что начало этому уже положено.

У меня возникло ощущение, что фестиваль был приурочен к аналогичному американскому фестивалю Maker Faire.

Фестиваль науки и любознательности

Ракета «Восток» стоит в самом центре площади, придавая событию особый шарм :)

На Фестиваль нужно обязательно вести детей, я уверен что им будет очень интересно. Для них есть множество занятий, особенно на стендах химии и физики.

Физика

Физики показывают один из любимых детских опытов — водяные ракеты.

BoaHj0vIIAA34BF

Принцип действия крайне прост: наливаем в бутылку немного воды, примерно треть от объёма бутылки. Ставим какой-нибудь клапан, самое простое — взять готовый клапан от бутылки со спортивным напитком вроде Gatorade, приделав к нему верёвку. Устанавливаем её вверх дном, подключаем насос и отгоняем всех детей вокруг. Накачиваем до 5-10 атмосфер, снова разгоняем детей и дёргаем за верёвку. Воздух своим высоким давлением выстреливает водой из «сопла», ракета летит вверх, обливая всех водой :)

Самое главное, что этот опыт безопасен настолько, насколько вообще применимо слово «безопасность» к самодельным ракетам. Перекачали бутылку и она лопнула — наружу ничего не летит, просто возьмите новую бутылку. Ракета взлетает практически пустая, то есть имеет маленькую массу и большую парусность — скорость гасится очень быстро и никого ей гарантированно не убьёт.

Можно приделать стабилизаторы для более ровного полёта, но честно говоря, это не нужно. Интересно, что эту ракету можно прокачать до вполне боевого варианта, как это делают парни на Авиабазе.

Химия

Химия на фестивале представлена широко, заняты наверное пять точек.

Получение красителейBoaJh2TIMAE6Oby

Один из самых интересных опытов, окраска ткани самодельным красителем. Очень похоже по принципу действия на создание индиго, но потом я понял что это всё-таки другой краситель, хотя тоже диазосоединение.

Работает это так: пропитываем ткань раствором нитрозосоединения и какой-то соли алюминия (наверное, нитрат). Потом опускаем это в раствор амина и сульфата натрия. Сначала происходит азосочетание: группа -NO нитрозосоединения и группа -NH2 амина реагируют, образуя диазогруппу -N=N- , которая и обладает цветом. Потом соль алюминия реагирует с сульфатом натрия, образуя нерастворимый сульфат алюминия — он выпадает в осадок прямо внутри волокон ткани, захватывая краситель. Теперь краситель не смыть с ткани при стирке. Ну и надо растворить все остатки реагентов, прополоскав тряпочку в воде.

Ремарка про диазосоединения. Это настоящее чудо! Для начала, вспомним что любой электрон в молекуле может поглотить свет снаружи, перейти на более высокую орбиталь, и упасть с неё обратно, излучив квант света, но обычно это ультрафиолет. Если в молекуле есть цепочка из чередующихся одинарных и двойных связей (такая: –C=C–C=C–, она называется сопряжённой), то они образуют общую орбиталь с пониженной энергией, и становятся способны переизлучать видимый свет — значит, у них появляется цвет. Чем длинее такая цепочка (можно добавить двойные связи, бензольные кольца) — тем цвет будет ближе к красному и насыщеннее.

А сульфат алюминия — это основной компонент дезодоранта, та штука которая намертво закупоривает протоки ваших потовых желез, не давая поту вытекать из них наружу. Он ещё реагирует с жирными кислотами в поте, образуя твёрдый осадок прям внутри потовых канальцев.

Электричество из фруктов

BoaJYDiIEAAlZT0

Это тоже очень известный опыт, жалко только что на стенде никого не было. Суть тоже очень проста: сок фрукта или овоща служит электролитом, проводящим электроны. В фрукт втыкают два электрода, обычно медный и цинковый (можно взять и железный гвоздь, но будет не так эффективно), и между ними образуется существенное напряжение, от которого можно даже зажечь светодиод.

Конечно, фрукт после этого есть нельзя! Соли меди — это яд, как и любые тяжелые металлы: они денатурируют белки, сворачивая их.

Стол с реактивами

BoaI2uTIgAArMUa

Мне действительно понравилась организация стенда — несмотря на наличие мелких детей поблизости, ничего не падало и не разливалось.

Сложные эфиры

BoZ-7TKIQAEuX2e

Это то, с чего вообще нужно начинать занятия химией! Ведь все фруктовые запахи — это просто сложные эфиры, которые элементарно синтезируются дома! Взять тот же этилацетат:

  • миллилитр спирта (этилового, не перепутайте:) )
  • миллилитр уксусной кислоты (эссенции)
  • пол-миллилитра серной кислоты (единственная сложность. можно попробовать взять электролит из автомобильного аккумулятора)

Смешать, нагреть почти до кипения, подержать 20-30 секунд под нагревом, вылить в литр воды, перемешать. (Для ленивых: получается запах груши).

Причём это не имитация — это реально именно те вещества, которые выделяет груша. То есть, не «этилацетат пахнет грушей», а «груша пахнет этилацетатом». С другими спиртами или карбоновыми кислотами получаются другие запахи — банан, яблоко и даже некоторые цветы.

Дым из углекислоты

BoaJOcWIIAAzg0L

Это скорее не химический, а физический опыт — но его всегда проводят на химфаках, а не на физфаках, поэтому примем, что это химия. Берёте кусочек сухого льда (где взять — я покупал 2 килограмма на заводе технических газов по 60 рублей за килограмм), кладёте в пластмассовый стакан, наливаете 100 миллилитров кипятка. Сухой лёд будет активно испаряться, захватывая с собой мелкие капли воды, и стелиться вниз (он тяжелее воздуха, тем более холодный) — получается туман. Именно так делается туман на концертах, тоже из сухого льда.

Не ешьте сухой лёд, он невкусный и скрипит на зубах! Зато можно взять в руки и немножко подержать — собственно, как и жидкий азот.

Электроника

Электроники было не очень много, но зато какая! Настоящим достижением я считаю то, что на выставку приехала команда Makey Makey с их стартапом.

DSC_0143 DSC_0145

Суть такова: сделан MIDI-контроллер с сенсорными контактами вместо клавиш. На эти контакты с помощью проводов можно повесить любые проводящие штуки — полоски алюминиевого скотча, фольгу, и даже бананы :)

Сам контроллер сделан на каком-то микроконтроллере (если не ошибаюсь, STM32F100), и подключается по USB к компьютеру с программой-секвенсером.

DSC_0149 DSC_0150

Квадрокоптер

В небе летал квадрокоптер, и я постарался снять его на фоне другой авиакосмической техники:

BoaK_r5IUAAuUJb

Вон он, маааленькая точка над шпилем слева :)Не получилось снять ближе, и я не смог найти базу. Печаль.

Кинетические скульптуры

BoaHos6IgAAjsxH

Её двигают, а она прикольно идёт, будто живая. Автора, к сожалению, не было.

Картинки с выставки

BoaJFChIEAAxZ6_ BoZyPiSIYAA3mx3

Ещё на фестивале была демонстрация Oculus Rift и целая ванна с тиксотропной жидкостью, но я их не снял. Кстати, как проще всего сделать не-ньютоновскую жидкость? Достаточно размешать одну порцию крахмала в одной порции (холодной!) воды, по-моему, на фестивале эту жидкость делали именно так. Получится вязкая штука, которая в покое выглядит как жидкость — но когда вы попробуете вытащить из неё ложку, или ткнуть её пальцем — она резко загустеет и станет более твёрдой.  Серия Галилео про этот феномен:

Они пытались повторить знаменитый опыт, в котором тиксотропная жидкость на доске Хладни поднимается вверх, будто щупальце — но по-моему, они неправильно поняли суть и пытались генерировать звук MIDI-барабанами, в то время как фигуры Хладни образуются в стоячей волне — то есть, необходим чистый тон. Видео покажет этот опыт:

Кстати, если я всё сделал правильно — вы уже выкинули все свои дезодоранты :)