Модель атома углерода своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Хотела с сыном сделать, но он так занят был: учебный год заканчивался, в музыкалке концерты, конкурсы.
По два раза в день на репетиции ходил!
Но такое вполне с ребенком сделать можно.
Модели молекул.
- пенопластовые шары (диам.6-7 см)
- шарики для пин-понга (можно заменить пенопластовыми такого же диаметра).
- шпажки деревянные (или зубочистки)
Выбрать простенькие модели молекул (например, вода - НОН, метан - СН4 ).
Взять пенопластовые шарики и шарики для пин-понга (настольный теннис).
Покрасить шарики в разные цвета: для каждого вида атомов один цвет.
Например, атомы углерода (С) - синий цвет, атомы водорода (Н) - красный цвет.
Шпажки разломить или разрезать пополам.
Тупые стороны заострить ножом (так будет проще крепить).
В шариках для пин-понга сделать отверстия.
Для этого нагреть шило или гвоздь (брать гвоздь не руками, а плоскогубцами! Иначе можно обжечься!).
Нагреть можно на огне (газовая конфорка, зажигалка, свеча) или на конфорке электроплиты.
Проткнуть аккуратно дырку в шарике. Дырку сделать такого размера, чтобы в неё плотно вошла шпажка или зубочистка.
Нагреть клеевой пистолет.
Нанести немного клея на один конец шпажки и воткнуть шпажку в шар для пин-понга.
Сделать необходимое количество шпажек с шариками (для метана - 4 штуки).
Затем на другой конец шпажки с шариком нанести немного клея
и воткнуть в пенопластовый шар-основу (для метана это будет углерод (С)).
Таким же образом воткнуть остальные шары со шпажками в пенопластовый шар
под определенным углом, чтобы получилась модель соответствующей молекулы (можно посмотреть в интернете, как должна выглядеть).
Следить, чтобы расстояние между пин-понговыми шариками и пенопластовым было одинаковое расстояние.
Можно проявить фантазию и придумать свою молекулу.
Подождать застывания клея.
Подписать атомы контрастной краской.
Можно поставить на полочку, подвесить к потолку или подарить учительнице по химии.
Обзор
Скульптуры, посвящённые молекулам — это прекрасный образчик понимания того, что мир, в котором мы сейчас живём, создан всё-таки не телевизионными реалити-шоу, не шоппинг-центрами и не грязными политтехнологиями
Автор
Редакторы
Размер молекул, как правило, несоизмеримо меньше того предела, который можно разглядеть глазом, даже используя самый лучший оптический микроскоп — ведь длина волны видимого света существенно превосходит характерные размеры большинства молекул. Поэтому для изучения фундаментальных основ жизни приходится прибегать к упрощениям — молекулярным моделям, — чтобы биологические молекулы из области, доступной исключительно интеллекту, перенеслись в область чего-то видимого (на дисплее или листе бумаги) или даже осязаемого. Однако молекулы оказались не только желанным объектом для изучения: сама их суть стала для многих учёных и художников объектом вдохновения — и появилась молекулярная скульптура.
Удивительно стремление разума человеческого
к построению моделей и к совершенствованию оных,
пока они не станут всё ближе и ближе к реальности.
Людвиг Больцман
Поистине невероятно, как малó взаимное проникновение
науки XX века и искусства этого же века.
Чарльз Сноу. Две культуры
Историческая справка
Трёхмерное прототипирование
Учёные отмечают, что подобные модели чрезвычайно полезны в обучении, ведь если студент сможет в собственных руках подержать молекулу хемотрипсина, гемоглобина или рибосому, он немедленно, на интуитивном уровне, почувствует, как структура белка связана с его функцией — а ведь это один из самых важных аспектов молекулярной биологии!
Русские идут в 3D
Не следует думать, что вопросы визуального представления молекул и наукоёмкого материала вообще занимают умы исключительно зарубежных учёных. Московская компания Visual science предлагает свои услуги по созданию научных иллюстраций, трёхмерных моделей биологических объектов, мультимедийных презентаций и пластиковых моделей биомолекул и других медико-биологических объектов (изготавливаемых с помощью технологии трёхмерной печати). Среди своих целей компания называет:
- грамотную и наглядную подачу научной информации с использованием современных технологий;
- создание профессиональных иллюстраций и схем для образовательных материалов и учебников;
- иллюстрирование научно-популярных публикаций без фактических ошибок, которыми изобилуют современные издания.
Белковые кристаллы
Обычно под белковыми кристаллами подразумевают специальным образом приготовленные образцы белка, за счёт своей высокоупорядоченной структуры способные давать чёткую дифракционную картину при рентгеновском облучении (этот эффект используется для экспериментального исследования структуры белков (см., например, [3])). Однако есть и другие кристаллы — своеобразные миниатюрные произведения искусства на тему структуры белка, выполненные прямо в толще стеклянного блока.
Bathsheba Grossman, публикуется с разрешения автора
Памятник антибиотику
Шарики-лошарики
Молекула своими руками
Такие фармацевтические гиганты, как Merck и Pfizer, заказали у Рубина скульптуры значительных в истории этих компаний молекул — интерферона-β и ВИЧ-протеазы с ингибитором.
Рисунок 2. Соматотропин (гормон роста) выделяется передней долей гипофиза у детей, подростков и молодых людей
Byron Rubin, 2003, публикуется с разрешения автора
Неслучайные молекулы
| Декада | Молекула | Декада | Молекула |
|---|---|---|---|
| 1900 | Аспирин | 1960 | Прогестины |
| 1910 | Изооктан | 1970 | ДДТ |
| 1920 | Пенициллин G | 1980 | Прозак (Флуоксетин) |
| 1940 | Нейлон-66 | 1990 | Фуллерены и нанотрубки |
| 1950 | ДНК |
Был поленом, стал скульптурой
Рисунок 3. Антоцианы придают радующую глаз окраску лепесткам цветов и плодам фруктовых деревьев
Эдгар Мейер (Edgar Meyer) — учёный с богатым прошлым, пионер компьютерной графики в биомолекулярных исследованиях, основатель Брукхейвенского депозитария пространственных структур белков (Protein Data Bank) [5] и кристаллограф, на счету которого десятки структур белковых молекул.
Выйдя на пенсию, Мейер (видимо, в память о своём первопроходстве в области молекулярной визуализации) увлёкся изготовлением скульптур молекул, используя различные породы дерева — несколько сортов дуба, орех-пекан, клён, мескитовое дерево и другие, более редкие древесины. Для автоматизации процесса он использует контролируемый компьютером с его собственной программой фрезерный станок по дереву, который слой за слоем обрабатывает деревянные монолиты. В результате получаются такие скульптуры как антоцианин (рис. 3) или более сложные — например, сайт связывания аспирина в белке циклооксигеназе.
Музей неосязаемого
Одна из скульптур в виртуальной VRML-галерее — зелёный флуоресцентный белок (рис. 4) — немного вибрирует, слегка сжимается и расширяется, одновременно говоря зрителю о динамической природе белковых молекул и напоминая медузу — организм, из которого был выделен этот важнейший для современной молекулярной биологии и биоинженерии объект.
Рисунок 4. Зелёный флуоресцентный белок призрачно светится в темноте Это свойство активно используется в генетической инженерии.
Kenneth Eward, 1998, публикуется с разрешения автора
α-спираль для Полинга
Несколько лет назад Восс-Андре представилась уникальная возможность сконструировать мемориал одному из самых известных химиков мира — Лайнусу Полингу, единственному человеку на свете, дважды единолично награждённому Нобелевской премией [6]. Джулиану предложили соорудить памятный постамент возле домика в Портланде (штат Орегон США), где Лайнус провёл детство (сейчас там Центр науки, мира и здравоохранения имени Полинга). Для скульптуры была использована массивная шестиметровая стальная балка, которая после серии из 15 разрезов плазменной горелкой и сварочных работ преобразовалась. в трёхметровую α-спираль, посвящённую памяти великого учёного и миротворца (рис. 6).
Julian Voss-Andreae, 2003, публикуется с разрешения автора
Julian Voss-Andreae, 2003, публикуется с разрешения автора
Julian Voss-Andreae, 2003, публикуется с разрешения автора
Белковый вальс
Джеймс Уотсон (первооткрыватель структуры ДНК и нобелевский лауреат) занимал в этом институте пост заведующего лабораторией, пока его неосторожное высказывание не было интерпретировано охочими до сенсаций журналистами как расистское. После этого Уотсона отстранили от руководства [7].
Вы можете сделать молекулы, используя ремесленные принадлежности.
Если вы учите студентов основам молекулярной науки, вы можете сделать уроки более понятными, представив детям наглядное представление о молекулах, на которых вы проводите урок. Например, вы можете сделать простую молекулу метана, используя несколько основных материалов, которые вы можете найти в магазине декоративно-прикладного искусства. Это позволит вам поддерживать фактический пример молекулы, когда вы говорите об этом.
Вещи, которые вам понадобятся
- 5 пенопластовых шариков шириной 1 дюйм
- Акриловая краска
- кисть
- Зубочистки
Поместите пять пенопластовых шариков на лист газеты. Это защитит стол или столешницу от случайных разливов краски.
Нарисуйте четыре шарика пены, используя синюю акриловую краску. Это будут атомы водорода молекулы метана. Дайте краске высохнуть в течение 20 минут.
Покрасьте оставшийся пенопластовый шарик красной акриловой краской. Это будет атом углерода молекулы метана. Дайте краске высохнуть в течение 20 минут.
Вставьте четыре зубочистки в атом углерода, поместив их в четырех основных направлениях.
Вставьте атом водорода в конец каждой зубочистки. Это завершит молекулу метана, которая имеет один атом углерода и четыре атома водорода, или СН4.
2-метилпропен-1
Циклические
Бицикло-2,2,2-октан
Бицикло-3,3,0-октан
Бицикло-4,2,0-октан
Бицикло-4,2,0-октан
Цис-бицикло-4,4,0-декан
Гексахлорциклогексан
Транс-бицикло-4,4,0-декан
Читайте также: