III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВЫЯВЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТКАНИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОЖИ ОТ ЛЕТНЕГО СОЛНЦА
Горбунова Ю.К.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Лето – это самое время проводить много времени на свежем воздухе, загорать и купаться.Три года назад мы с родителями ездили в Арабские Эмираты. Но после непродолжительного пребывания на солнце наше тело «обгорело» и всё остальное время в поездке нам пришлось «защищаться» от солнца. И мне стало интересно: а местные жители тоже страдают от солнечных ожогов, или они носят специальную одежду? Какая одежда защитит нашу кожу лучше от ожогов дома? Из какой ткани она должна шиться? Какого цвета? Думаю, что аналогичные вопросы возникали у многих людей летом или при поездке в жаркие страны. По данным вопросам информации вокруг много, но что на самом деле лучше для нашей кожи.

Разумная мода – это больше, чем просто новые цвета и фасоны. Кроме этого, нужно думать о том, как наш выбор повлияет на нашу кожу и наше здоровье в будущем. Необходимо подойти творчески к летней моде, и дополнить свой гардероб несколькими защитными вещами и аксессуарами. Есть множество красивых и удобных способов носить одежду, которая защитит нас от солнца, в жаркую летнюю погоду. Чтобы найти более эффективную одежду для защиты кожи от солнечного излучения летом, мы поставили перед собой следующую цель.

Цель работы:выяснить какая ткань лучше всего защищает нашу кожу от солнца летом (то есть пропускает меньше всего света).

Задачи:

  1. Найти информацию о влиянии солнечных лучей на кожу человека.

  2. Выяснить какие виды тканей, используются для летней одежды.

  3. Экспериментальным путём (с использованием датчика света Vernier TI/TI Light Probe) выбрать ткань, которая пропускает меньше всего света.

  4. Составить рекомендации для пошива или приобретения эффективно защищающей от солнца летней одежды.

Гипотеза:одеждаиз тонкой белой тканиэффективно защищают нашу кожу от солнечных лучей.

Методы исследования:

  • поиск, анализ и обобщение полученной информации;

  • эксперимент (при помощи датчика света Vernier TI/TI Light Probe)

  • статистическая обработка данных при помощи программы Logger Lite.

Сроки выполнения работы: май – июнь 2016 года (солнечные дни).

Практическая значимость работы: информацию можно использовать для разъяснительной работы среди учащихся. Материалы работы могут быть использованы при выполнении проектов, на внеклассных мероприятиях, а также для каждого из нас при пошиве или приобретении одежды для летнего времени.

Глава 1. ВОЗДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ НА КОЖУ ЧЕЛОВЕКА.

Солнечный спектр – это распределение энергии Солнечного электромагнитного излучения в различных диапазонах. Диапазон длин волн от долей нм (нанометр), до метровых радиоволн, плотность потока энергии, излучаемой Солнцем называется солнечной постоянной и составляет 1,4 кВт/. [1].

На кожу человека влияют как видимые лучи солнечного спектра, так и невидимые, например, ультрафиолетовые или инфракрасные. Жарким летним днём, при ярком солнце, безоблачном небе можно при принятии солнечных ванн навредить своему здоровью. Нагретые солнцем участки кожи становятся розоватыми, горячими на ощупь. Это покраснение (калорическая эритема) появляется в результате нагрева кожи видимыми и инфракрасными лучами солнца и прилива к ней крови. Оно исчезает почти сразу же после прекращения солнечной ванны. [2].

Однако через 2 – 8 часов снова появляется покраснение кожи вместе с ощущением жжения. Это уже ультрафиолетовая эритема, отличающаяся от калорической некоторыми особенностями. Появляется она после скрытого периода, в пределах облученного участка кожи и сменяется загаром и шелушением. Покрасневшая кожа, горяча на ощупь, чуть болезненна и кажется набухшей, слегка отечной. [2].

По существу, эритема представляет собой воспалительную реакцию, ожог кожи. Но это воспаление особое – безмикробное, асептическое. Если доза лучей слишком велика или кожа особенно чувствительна к ним, отёчная жидкость, накапливаясь, отслаивает местами наружный покров кожи (эпидермис), образует пузыри. В тяжёлых случаях появляются участки омертвения, некроза эпидермиса. Через несколько дней после исчезновения эритемы кожа темнеет и начинает шелушиться. По мере шелушения слущивается часть клеток, содержащих пигмент, загар бледнеет. Однако полностью он не исчезает через несколько недель и даже месяцев. Даже если вы загораете не в первый раз в этом году, ваша кожа все равно будет подвержена воздействию ультрафиолетовых лучей. [2].

Как же правильно защитить свою кожу от вредных солнечных лучей?

В поездке я обратила внимание, что жители Арабских Эмиратов носят просторную одежду с длинными рукавами (см. рис. 1). Но интересный факт: мужчины надевают одежду светлых оттенков, а женщины – тёмных (это требование местных законов). Кому же из них менее жарко?

Рис. 1 Одежда жителей Арабских Эмиратов (фото автора)

Глава 2. ТКАНЬ ДЛЯ ЛЕТНЕЙ ОДЕЖДЫ

Принято считать, что летняя одежда должна быть светлых цветов, так как позволяет отражать солнечные лучи, и в ней не так жарко человеку (см. рис. 1). Однако же, эксперты настоятельно рекомендуют в жаркие солнечные дни носить тёмную одежду. Именно она защитит нашу кожу от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей, способных вызвать рак кожи, утверждают ученые. [3].

Рис. 2. Одежда для лета (фото автора)

А тёмные и более насыщенные цвета лучше поглощают солнечные лучи. В особенности хорош в этом аспекте тёмно-синий и красный цвета – они защищают кожу лучше всего. В ходе работы специалисты окрашивали одинаковую хлопковую ткань в различные оттенки красного, голубого и жёлтого цветов, а затем измеряли способность каждого образца поглощать ультрафиолетовые лучи. Исследование было опубликовано в журнале Industrial and Engineering Chemistry. [3].

Значит, женщины в Эмиратах лучше защищены от солнечных лучей, чем мужчины, несмотря на то, что их одежды кажутся тяжёлыми и «жаркими». И меня заинтересовало, из какой ткани сшита женская одежда – она практически не мнётся и не пачкается. В одном из магазинов города Дубая мы специально зашли посмотреть на очень красивые женские платья (см. рис. 3). Оказалось, что сшиты они из очень дорогой и совсем незнакомой мне ткани.

Давно замечено, что одни вещи наносят здоровью вред, а другие, наоборот, помогают исцелять недуги. Все дело в материале, из которого они изготовлены [4]. Целебными свойствами не обладает только синтетика. Искусственные ткани нарушают энергообмен тела с окружающей средой. [5].

Рис.3. Женские платья в магазине города Дубая

Рассмотрим некоторые ткани, из которых обычно шьют одежду для лета.

Хлопковая ткань — одна из самых популярных. Она лёгкая, мягкая на ощупь, в ней комфортно и приятно днём и ночью, зимой и летом. В холодную пору этот материал нас согревает, в знойные дни — охлаждает. Медики традиционно используют его в виде ваты и перевязочного материала. Самый распространенный, доступный по цене и привычный для лета материал. Он изготавливается из природного текстильного волокна. Существует огромное количество видов тканей из этого волокна — миткаль, фланель, бязь, тик, саржа, рогожка, ситец, сатин, батист, шифон, маркизети другие. [5].

Льняная ткань. Предки приписывали льняной одежде свойства оберега и считали ее ритуально чистой. Возможно, это объяснялось тем, что плащаница, в которую было завернуто тело Иисуса Христа, — была льняной. В Древней Греции одежда из этого материала считалась привилегией жрецов, а в Египте была доступна лишь аристократам. [6].

Льняная пряжа почти в 2 раза крепче хлопчатобумажной и в 3 раза крепче шерстяной. Но её достоинства — не только в прочности. Лён – натуральный антисептик. Уничтожая микробы, он препятствует возникновению бактериальных и грибковых заболеваний, а также разного рода воспалений. К тому же этот материал не вызывает аллергии и задерживает развитие бактерий (кремнезём, содержащийся во льне, предохраняет его от гниения). Современным учёным известно о льне еще больше. Например, то, что льняная ткань почти в два раза ослабляет гамма-излучение и снижает уровень радиации. [7].

Даже в смешанных тканях, где льна содержится всего 10%, вы не будете "искрить", так как лен нейтрализует статическое электричество. Кроме того, эта ткань отлично регулирует теплообмен: в жару охлаждает тело, а в холодную погоду сохраняет тепло. Высокая гигроскопичность материала не дает одежде "липнуть" к телу, а отличная воздухопроницаемость позволяет коже "дышать". Вода испаряется с поверхности льна почти с той же скоростью, что с глади водоема, в результате чего льняная ткань всегда свежа и прохладна. Это "охлаждающее" свойство льна позволяет использовать его людям, пострадавшим от обычных или солнечных ожогов. Лён традиционно носят летом. Льняное полотно достаточно плотное, позволяющее создавать из него как тонкие блузки, так и летние жакеты. К тому же это полотно очень крепкое, долго носится. Лён прекрасно впитывает влагу и быстро ее испаряет (в отличие от хлопка), а потому в нём не жарко, и это прекрасный вариант для лета.

Бамбук – исключительно экологичный материал: бамбуковая ткань не вызывает аллергии, не раздражает кожу; оказывает противовоспалительное воздействие; обладает выраженными бактерицидными свойствами, то есть препятствует размножению болезнетворных организмов, пылевых клещей и грибков (было лабораторно доказано, что 70% бактерий погибают на бамбуковом волокне); бамбуковое волокно защищает кожу от ультрафиолетовых лучей, отражая 98% из них; бамбук имеет отличные терморегулирующие качества – летом в бамбуковых футболках не жарко, а зимой не холодно; бамбуковая ткань не электризуется; ткань пропускает на 20 процентов больше воздуха и впитывает на 60 % больше влаги, чем хлопчатобумажная, а это значит, что одежда из бамбука будет оставаться сухой и свежей (ноги в бамбуковых носках остаются свежими до 18 часов пребывания в обуви). [8].

Натуральные шёлковые ткани.Ткани из натурального шёлкового волокна имеют очень привлекательный внешнийвид. Их главные характеристики – гигиеничность, износостойкость и прочность. Шёлковое полотно лёгкое и нежное по фактуре. Оно пластично, что позволяет драпировать его при шитье одежды, его легко стирать и гладить. И к тому же такая ткань не нагревается в жару и хорошо впитывает влагу. [9].

Вискозные ткани.По химическому составу вискозные ткани сходны с льняными и хлопчатобумажными. Равно как и последние, они отличаются гигиеничностью и имеют привлекательный внешний вид. Кроме того, их легко стирать. Особенно популярен в швейном производстве вискозный штапель, основными характеристиками которого являются легкий шелковистый или матовый блеск, мягкость, пластичность, текучесть, благодаря которым его можно драпировать.

Главным недостатком вискозного полотна является сравнительно низкая прочность (особенно при увлажнении). К тому же после стирки оно дает значительную усадку и легко сминается. Указанные выше негативные свойства вискозных тканей в процессе их производства уменьшают путем добавления в исходное сырье синтетического и иных видов волокна. [8].

Полиэстер – это особый вид синтетической ткани, произведенный из полиэфирных волокон. По внешнему виду он напоминает шерсть, а по характеристикам очень схож с хлопком. Ткань, сделанная из 100% полиэстера очень прочная и износостойкая, легкая, хорошо сохраняет форму и мало мнется. Она устойчива к воздействию тепла и света; легко стирается и не нуждается в специальном уходе. [8].

Смесовые ткани.Смесовыми называют ткани, при производстве которых было использовано волокнонескольких видов. Большинство таких тканей характеризуется повышеннойустойчивостью к сминанию, гигиеничностью и прочностью. Как правило, их легкостирать и гладить. [9].

Трикотажное полотно – этополотно, изготовленное из одной или нескольких нитей. Его производят с использованием специальных вязальных машин. При пошиве и эксплуатации изделий из трикотажа учитывайте его основные свойства. Главной характеристикой трикотажного полотна является значительная в сравнении с другими тканями растяжимость. При этом растянуть его можно в разных направлениях. [8].

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования является свойство ткани летней одежды защищать кожу от солнечных лучей, а именно её наименьшая пропускаемость солнечного света. Предмет исследования: образцы разных тканей по плотности и цвету.

Методы исследования:

  • поиск, анализ и обобщение полученной информации о влиянии видимого солнечного света на кожу, о типах ткани, используемых для летней одежды;

  • эксперимент (датчик света Vernier TI/TI Light Probe; компьютер).

Изучение пропускной способности ткани проводилось при помощи датчика света Vernier TI/TI Light Probe (см. рис. 4).

Датчик предназначен для относительного измерения интенсивности света, падающего на щуп его фотоэлемента от 0 до 1, оборудован штекером, совместимым с разъемом адаптера. Диапазоны измерений: в энергетических единицах:

Рис. 4. Датчик света Vernier TI/TI Light Probe от 10 мкВт/ до 1 мВт/; точность

датчика: ± 20%. Мы расположили датчик возле окна, направив его максимально на солнце. Затем закрепили датчик на штативе так, чтобы он оставался неподвижным на протяжении всего эксперимента. Закрыли датчик полностью большим пальцем руки для того чтобы обнулить показания. После чего прикрывали датчик разными типами тканей, при этом собирали данные для двух слоёв одной и той же ткани по - очереди. Следили за тем, чтобы ткань была натянута (не образовывала складки, т.к. они могли повлиять на показания), вместе с тем чтобы она не была натянута слишком туго. Образцы ткани различались по плотности нитей, по цвету. Каждое измерение фотонов производилось программой 10 секунд, затем выбиралось среднее значение и вносилось в таблицу (см. табл.1). Исследования проводили в ясные солнечные дни каждый раз в 13.30 дня.

Учитывали то, что датчик измеряет лишь видимую часть солнечного спектра (излучение опасного для живых клеток УФ-излучения не проводилось).

Статистическая обработка данных велась при помощи программы Logger Lite. Эта же программа выстраивала графики; вначале мы измерили яркость, не накрывая датчик тканью (см. рис.4).

Рис.4. График уровня яркости без ткани

3.2 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕТА

Таблица 1

Результаты измерений пропускной способности исследуемых тканей, при разном количестве слоёв

п.п.

Тип ткани

Цвет ткани

Показания датчика света VernierTI/TILightProbe/ мкВт/

Количество слоёв ткани

1

2

1

100 % полиэстер

чёрный

0,5023

0,4858

2

100 % полиэстер

розовый

1,0006

1,0005

3

100 % полиэстер

белый

1,0006

1,0005

4

100 % полиэстер

зелёный

1,0006

1,0005

5

100 % полиэстер

пёстрый

1,0006

1,0005

6

100 % полиэстер

синий

0,8402

0,7640

7

70% хлопок

коралловый

0,7455

0,7548

8

100% хлопок

серый

0,7658

0,7443

9

Хлопок/шёлк

бежевый

1,0006

1,0005

10

Хлопок/шёлк

белый

1,0006

1,0005

11

Хлопок/вискоза

белый

0,5455

0,4542

12

Хлопок/полиэстер

тёмно-синий

0,7250

0,6001

13

Спандекс (лайкра)

сиреневый

1,0004

1,0002

14

Хлопок (трикотаж)

бирюзовый

1,0006

1,0006

15

Хлопок (трикотаж)

тёмно-синий

1,0006

1,0006

16

Лён

белый

0,5198

0,3452

17

Лён

зелёный

0,5123

0,2529

18

Нейлоновая сетка

белая

0,8561

0,8201

Из таблицы №1 видно, что показания датчика освещённости зависят от цвета ткани: чем темнее цвет, тем меньше показатель, а также от количества слоёв: наименьшие показания у тканей, сложенных в два слоя. Из исследуемых нами тканей наименьшей пропускной способностью обладает льняная зелёная ткань, сложенная в два слоя (0,2529 мкВт/); он оказалась наиболее плотной (т.е. количество нитей на единицу площади больше). Ей немного уступает льняная белая ткань, сложенная в два слоя (03452 мкВт/; здесь сыграл значение цвет ткани. Плохо пропускают солнечный свет ткани: хлопок/вискоза белого цвета (0,4542 мкВт/, полиэстер чёрного цвета (0,4858 мкВт/), хлопок серого цвета (0,7443), сложенные в два слоя. Видим, что смесовые ткани, например, хлопок/вискоза меньше пропускают свет. Мы обратили внимание на то, что трикотаж любого цвета не защищает кожу от солнечного цвета (показатель датчика света – 1,0006 мкВт/), так как ткань состоит из нитей неплотно прилегающих друг к другу (они образуют петли, которые пропускают свет).

Рис. 5. Изменения уровня освещённости 100% полиэстера чёрного цвета.

Исследуя графики изменения уровня яркости при измерении, мы увидели, как зависит показатель от расположения слоёв в относительно одного вида ткани. Например, в первом случае, пока измерения проводили для 100% полиэстера чёрного цвета, показания датчика менялись от 0,48480,5023 до 0,5263 мкВт/ (см. рис. 5), мы брали среднее значение – 0,5023 мкВт/. Эти цифры меньше контрольной, когда мы измеряли уровень освещённости без ткани (1 мкВт/), следовательно, данная ткань защищает кожу от солнечного света (см. рис.4).

Если рассматривать данный показатель на разных тканях, то явно видно, что при исследовании двухслойных тканей показатель уровня освещённости снижается (см. табл.1). Следовательно, многослойные или свободно струящиеся ткани смогут лучше защитить нашу кожу от воздействия солнечного света.

Таким образом, наша гипотеза о том, что "одежда из тонкой белой ткани эффективно защищает нашу кожу от солнечных лучей", не подтвердилась. Мы выяснили, что ткань должна быть плотная, чтобы не пропускать солнечный свет, она может быть любого цвета, причём тёмные тона больше защищают кожу от солнечных лучей (речь не идёт о перегреве из-за повышения температуры – нами такие исследования не проводились).

Основываясь на данных результатах, составили рекомендации по приобретению ткани для летней одежды.

Рекомендации для пошива или приобретения эффективно защищающей от солнца летней одежды:

1.Ткань определяет назначение одежды для времени года. Для лета актуальны лёгкие, романтические ткани — это шёлк, всевозможная вискоза, ситец, но они должны быть в несколько слоёв (не менее двух), т.к. обладают хорошей воздухопроницаемостью но являются малоплотными тканями.

2. Одеваться в жару лучше в одежду из натуральных тканей. Это лён, хлопок, вискозные ткани. Эти ткани позволяют воздуху свободно циркулировать вокруг вашего тела и, к тому же, они являются наиболее плотными, что обеспечит эффективную защиту коже.

3. Смешанные ткани можно использовать для пошива летней одежды, они тоже не пропускают значительную часть солнечного света.

4. Лучший способ защитить свою кожу от солнца заключается в многоступенчатой стратегии, которая сочетает в себе применение наружных средств и плотную многослойную одежду, которая закроет нас от солнца.

ВЫВОДЫ

  1. Солнечные лучи могут вызывать заболевания кожи у человека, а также наносить солнечные ожоги.

  2. Для летней одежды эффективно для кожи использовать ткани тёмных тонов: льняную, хлопчато-вискозную, полиэстеровую ткани.

  3. Экспериментальным путём (с использованием датчика света Vernier TI/TI Light Probe) выбрали ткань, которая пропускает меньше всего света, ей оказалась льняная цветная(зелёный цвет) и светлая ткани, сложенные в два слоя.

  4. Составили рекомендации для пошива или приобретения эффективно защищающей от солнца летней одежды.

Список использованной литературы

  1. http://astersolar.ru/solar/117-solnechnyj-spektr.html

  2. (http://www.dom-spravka.info/_alt_energo/soln_luch_16.html)

  3. http://www.medicinform.net/

  4. http://sovet.passion.ru/l.php/tkani-dlya-letnei-odezhdy2_77.htm

  5. www.pravda-tv.ru

  6. http://refoteka.ru/r-47708.html

  7. ua.all-biz.info

  8. ( http://www.luxemag.ru/style/12645.html)

  9. http://pokroyka.ru/podgotovka/vidy-tkanej/

  10. http://refoteka.ru/r-47708.html