XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Волшебная ручка: секреты ручки «пиши-стирай»

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шеина В.В. 1

---

1БОУ г. Омска "Гимназия №19"

Сащенко Г.Ю. 1

---

1БОУ г. Омска «Гимназия №19»

Работа в формате PDF

2.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Однажды на уроке я увидела у своей одноклассницы очень необычную ручку. Она написала ей слово в тетради, а потом взяла другой конец этой же ручки, похожий на ластик, и стёрла написанное! На странице не осталось ни чернил, ни помарок. Я очень удивилась. Ведь все мы знаем, что обычную шариковую ручку стереть невозможно, можно только зачеркнуть или использовать корректор.

Мне стало интересно: как же работает эта волшебная ручка? Почему чернила исчезают? Могут ли они появиться снова сами по себе? И можно ли доверять такой ручке, если нужно делать важные записи в школе?

Актуальность моей работы заключается в том, что многие ученики в моём классе и в других классах могут захотеть использовать такие ручки. Они очень удобны для выполнения классных работ и домашних заданий, так как позволяют писать без видимых помарок и исправлений. А за каждые два исправления отметка снижается на один балл.

Однако использование инструментов, принцип работы которых ты не знаешь, опасно – результат может быть непредсказуем. Исследование этой темы поможет школьникам использовать ручки «пиши-стирай» правильно и избежать неприятных сюрпризов.

Таким образом, объектом моего исследования стала ручка «пиши-стирай», а предметом исследования – свойства её чернил.

Прежде чем начать исследование, я выдвинула такие гипотезы:

1. Гипотеза №1: В ручке пиши-стирай используются специальные чернила и необычный ластик

2. Гипотеза №2: Исчезнувшие надписи могут снова проявиться при определённых условиях.

3. Гипотеза №3: Текст, написанный ручкой «пиши-стирай», может пропасть с листа при определенных условиях

Цель исследования: исследовать свойства чернил ручки «пиши-стирай» и выяснить, при каких условиях написанный текст исчезает и может ли он проявиться снова.

Для достижения этой цели я поставила перед собой следующие задачи:

1. Изучить историю создания и принцип работы ручки «пиши-стирай», используя материалы из сети Интерн и научно-популярные источники.

2. Провести социологический опрос среди одноклассников, чтобы узнать, насколько популярны эти ручки и осведомлены ли они об их свойствах.

3. Провести серию экспериментов для проверки выдвинутых гипотез:

Написать текст ручкой и стереть его ластиком, расположенным на ручке.

Написать текст ручкой и стереть его обычным ластиком.

Написать текст обычной ручкой и стереть его ластиком, расположенным на ручке «пиши-стирай».

Попытаться стереть текст с помощью нагревания бытовыми приборами.

Попытаться проявить стёртый текст с помощью охлаждения.

Проверить, исчезнет ли написанный текст сам по себе при низких или высоких температурах.

3. Проанализировать результаты экспериментов и сделать выводы о пользе и возможных рисках использования таких ручек в школе.

Теоретическая часть: Что такое ручка «пиши-стирай» и как она появилась?

Для того, чтобы узнать, как и откуда появилась ручка «пиши-стирай», я обратилась к источникам в сети Интернет. Там я узнала, что ручка «пиши-стирай» — это особая разновидность шариковой ручки, чернила которой можно удалить с бумаги с помощью специального ластика на её обратном конце. Такие ручки также называют «Frixion» (торговая марка японской компании Pilot) или «стираемые гелевые ручки».

Такие ручки были изобретены и запатентованы японской компанией Pilot в 2006 году [2]. Инженеры компании долго работали над формулой чернил, которые бы реагировали не на химические вещества, а на физическое воздействие — тепло.

Секрет ручки кроется в трёх компонентах: особых чернилах, свойствах бумаги и ластике.

1. Чернила. Это не обычные чернила. Они представляют собой чувствительную к температуре пасту. В её состав входят три основных элемента:

Цветной пигмент (который мы видим, когда пишем).

Связующее вещество (оно помогает чернилам вытекать и держаться на бумаге).

Чувствительный к температуре гель - самый главный компонент. При нормальной температуре он находится в твёрдом состоянии и делает чернила видимыми [1].

2. Бумага. Мы пишем на обычной бумаге, но стираем мы не саму надпись, а «заставляем» её исчезнуть. Шероховатая поверхность бумаги играет важную роль в процессе трения.

3. Ластик. Кончик ластика сделан из специального упругого материала, который при трении о бумагу создает сильное тепло (используя силу трения). Когда мы трём написанное, температура в зоне трения повышается примерно до 60-65°C [3].

Под воздействием тепла, создаваемого ластиком, термочувствительный гель в чернилах плавится и меняет своё состояние с твёрдого на жидкое. В жидком состоянии этот гель становится бесцветным, и цветной пигмент «прячется» — перестаёт быть видимым для нашего глаза. Нам кажется, что надпись исчезла.

Практическая часть: Социологический опрос одноклассников

Прежде чем перейти к экспериментам, мне стало интересно, насколько популярны такие ручки среди моих одноклассников и знают ли они об их особенностях. Я провела анкетирование в своем классе. В опросе приняли участие 22 человека.

Вопросы анкеты:

1. У тебя есть ручка «пиши-стирай»?

2. Ты используешь ручку «пиши-стирай» для школы?

3. Знаешь ли ты, что стёртая надпись может на морозе появиться вновь?

Для наглядности результаты представлены в таблице и на диаграмме.

Таблица 1: Результаты опроса одноклассников

Также для наглядности результаты опроса представлены в диаграммах ниже:

Диаграмма 1: Наличие ручки «пиши-стирай» у одноклассников

Диаграмма 2: Использование ручки «пиши-стирай» одноклассниками

Диаграмма 3: Информированность о возможности проявления надписи

Результаты опроса показали, что:

1. У большей части одноклассников (77%) нет ручки «пиши-стирай».

2. Два одноклассника используют ручку для учебы. Это говорит о том, что дети находят её удобной для школьных занятий.

3. Большая часть одноклассников (64%) не знает о главном свойстве чернил – способности проявляться при охлаждении. Это означает, что использование ручки может таить в себе неожиданности, например, если тетрадь зимой полежит на холоде. Более того, два ученика, которые используют ручку для школы, не знают о такой опасности.

Этот опрос подтвердил актуальность моего исследования: моим одноклассникам будет полезно узнать о том, как работает ручка, чтобы использовать её более осознанно и принимать решение о приоберетении ручки более осознанно.

Эксперименты с невидимыми чернилами

Изучение информации о ручках «пиши-стирай» в сети Интернет показало, что в них действительно используются специальные чернила и ластик. При этом эти данные необходимо проверить экспериментально, так же как и остальные мои гипотезы. Для проведения опытов мне понадобились следующие предметы:

ручка «пиши-стирай»;

обычная ручка;

ластик;

обычная бумага;

духовой шкаф;

морозильная камера;

пакет для заморозки;

утюг;

бытовой фен;

принтер и компьютер для подготовки бланков для экспериментов.

В первую очередь я убедилась, что ручка «пиши-стирай» работает в соответствии с описанием. Для этого я провела опыт №1.

Опыт №1: Проверка штатного стирания.

Цель: Убедиться, что ручка стирается штатным ластиком.

Ход: Я раскрасила на листе бумаги слово «Текст», контуры которого заранее распечатала на принтере и через 5 минут стёрла его обратной стороной ручки.

Результат: Надпись полностью исчезла. Бумага осталась чистой, без повреждений. (Фото образца в Приложении 1).

Вывод: Ручка исправна и выполняет свою основную функцию.

Далее я решила проверить, возможно ли стереть ластиком ручки «пиши-стирай» надпись, выполненную обычной ручкой и наоборот.

Опыт №2: Стирание ластиком ручки «пиши-стирай» надписи, выполненной обычной ручкой; стирание обычным ластиком надписи, выполненной ручкой «пиши-стирай».

Цель: проверить гипотезу №1 о том, что в ручке «пиши-стирай» используются специальные чернила и специальный ластик.

Ход: Я взяла бланк эксперимента и закрасила левую часть надписи ручкой «пиши-стирай», а правую – обычной ручкой. Далее ручку пиши-стирай я попыталась стереть обычным ластиком, а обычную ручку – ластиком «пиши-стирай».

Результат: Левая надпись стала бледной, но полностью не исчезла. Правая надпись не изменилась совсем. (Фото образца в Приложении 2).

Вывод: Гипотеза №1 подтвердилась. Надпись удается стереть только если используется ручка «пиши-стирай» и ластик на оборотной стороне ручки. То есть для работы ручки используются специальные чернила и специальный ластик.

Далее я решила проверить гипотезу №2 о том, что исчезнувшая надпись может проявиться снова при определенных условиях. Так как надпись ручкой исчезает при нагревании, то логично предположить, что она снова проявится при охлаждении.

Опыт №3: Проявление надписи с помощью охлаждения.

Цель: Проверить гипотезу №2 о том, что надпись может проявиться при определенных условиях.

Ход: Я взяла лист, на котором сначала стерла надпись ручкой «пиши-стирай». Аккуратно положила его в пакет и поместила в морозильную камеру на 15 минут. Температура в морозилке составляет примерно -18°C.

Результат: Через 15 минут я достала лист. Стертая надпись стала видна! (Фото образца в Приложении 3).

Вывод: Гипотеза №2 подтвердилась. При сильном охлаждении термочувствительный гель снова переходит в твёрдое состояние, и пигмент становится видимым.

Опыт №4: Стирание надписи с помощью нагревания.

Цель: Проверить, можно ли стереть надпись без ластика, только нагревом.

Ход опыта:

Я сделала две надписи ручкой «пиши-стирай» на разных листах попробовала прогреть один из них феном, а второй - утюгом. Через 30 секунд мощного нагрева надпись на обих листах полностью исчезла.

Результат: Надпись исчезла без использования ластика (Фото образца в Приложении 4).

Вывод: Нагрев действительно стирает надписи (что подтверждает Гипотезу №3).

Далее мне стало интересно, может ли что-то случиться с надписями в моих тетрадях. Зимой температура у нас опускается гораздо ниже -18°C, а летом на солнце может доходить до +45°C.

Опыт №5: Проверка надписи на сохранность при разных температурах.

Цель: Узнать, можно ли хранить тетрадь с такими записями зимой на балконе или летом на солнце без риска стирания сделанных и проявления стертых надписей.

Ход:

Первую часть эксперимента мы уже провели в опыте №3 – если тетрадь охладится до -18°C, то стертые надписи снова проступают.

Для проведения второй части эксперимента лист я положила в духовой шкаф и установила температуру +45°C.

Результат:

Лист из духового шкафа надпись осталась без изменений (Приложение 5).

Лист из морозилки: надпись осталась яркой и чёткой.

Вывод: Записи, сделанные ручкой «пиши-стирай» можно оставлять в рюкзаке на солнце и не бояться, что они исчезнут. Низкие же температуры, наоборот, могут проявить стертую надпись.

Результаты исследования

В ходе моей работы я получила следующие результаты:

1. Я узнала, что ручка «пиши-стирай» была изобретена в Японии компанией Pilot и работает на основе термочувствительных чернил.

2. Гипотеза №1 подтвердилась полностью: в ручке «пиши-стирай» используются специальные чернила и специальный ластик. Замена ластика или чернил на обычные не дает такого же результата.

3. Гипотеза №2 подтвердилась полностью: чернила могут исчезнуть в определенных условиях без использования ластика с оборотной стороны ручки. Они исчезают именно от тепла, которое создается трением ластика. Их можно стереть даже без ластика, просто нагрев феном или утюгом.

3. Гипотеза №3 подтвердилась полностью: стёртые надписи действительно могут проявиться при сильном охлаждении.

4. Главным врагом записей, сделанных такой ручкой, является жара. Главным «союзником» для восстановления потерянной записи – холод.

5. Если пользоваться такой ручкой для выполнения домашних заданий и классных работ, то по пути в школу зимой в тетради могут появиться стертые надписи.

Заключение

На основе проведённого исследования я могу сделать следующие выводы:

1. Ручка «пиши-стирай» – это не волшебство, а достижение науки. Её работа основана на законах физики и свойствах чувствительных к температуре материалов.

2. Процесс «стирания» – это не удаление чернил с бумаги, а их обесцвечивание под воздействием температуры. Процесс является обратимым при охлаждении.

3. Для повседневного использования в школе такие ручки удобны, но имеют ограничения:

Ненадёжность: Записи могут поблекнуть или исчезнуть при воздействии очень сильного источника тепла.

Временный эффект: Стертые записи могут случайно проявиться, например, если тетрадь зимой полежит на улице или в холодном портфеле.

Поэтому я считаю, что такой ручкой в школе писать нельзя – все исправления по пути в школу могут снова проявиться и оценка будет не такой хорошей.

В начале своего исследования я хотела разгадать секрет волшебной ручки. Теперь я знаю, как она устроена, и могу объяснить это своим одноклассникам.

Моя работа показала, что ручка «пиши-стирай» – это очень интересное и полезное изобретение, но пользоваться ей нужно с умом.

Я рекомендую ученикам моей школы:

1. Использовать такие ручки для черновых записей, тренировок, решения задач в уме и других временных пометок.

2. Не использовать их для подписей в дневнике, для сдачи контрольных работ, для ведения важных конспектов, которые нужно хранить долго.

3. Беречь тетради с такими записями от жары и прямых солнечных лучей.

4. Помнить, что если важная запись вдруг исчезла, её можно попробовать «вернуть», осторожно охладив лист бумаги в морозильной камере.

В будущем мне интересно было бы исследовать, как такие термочувствительные чернила используются в других сферах жизни, например, в термометрах-полосках или в чековых лентах банкоматов. Также было интересно найти природные аналоги чернил, которые могут исчезать или появляться на бумаге.

Список использованных источников

1. Данченко Ю. Как ластик для ручки пиши-стирай» стирает чернила // Невероятные факты обо всем на свете. 2024. С. 73.

2. Пиши-стирай. URL: https://pilotrus.ru/pishi-stiray/

3. Секреты ручки «пиши-стирай»: как работает магия стираемых чернил. URL: https://www.ixbt.com/live/offtopic/sekrety-ruchki-pishi-stiray-kak-rabotaet-magiya-stiraemyh-chernil.html

Приложения

Приложение 1. Фото образца из Опыта №1 (штатное стирание).

Приложение 2. Фото образца из Опыта №2 (Стирание ластиком ручки «пиши-стирай» надписи, выполненной обычной ручкой; стирание обычным ластиком надписи, выполненной ручкой «пиши-стирай»)

Приложение 3. Фото образца из Опыта №3 (проявление надписи после заморозки).

Приложение 4. Фото образца из Опыта №4 (стирание надписи с помощью нагревания).

Приложение 5. Фото образца из Опыта №5 (проверка надписи на сохранность при разных температурах).