Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Исследование влияния морфологии поверхности листьев на закономерности смачивания коллоидными растворами агроадъювантов"

Работа на тему: Исследование влияния морфологии поверхности листьев на закономерности смачивания коллоидными растворами агроадъювантов
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной и технической физики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТЬЕВ НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ СМАЧИВАНИЯ КОЛЛОИДНЫМИ РАСТВОРАМИ АГРОАДЪЮВАНТОВ

16.03.О1 Техническая физика
Профиль «Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

Тюмень 2023 г

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ТЕРМИНОВ 3
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
ГЛАВА 2. ПОДБОР ОБРАЗЦОВ 16
2.1. СТАТИСТИКА И ПОДБОР ОБРАЗЦОВ 16
2.2. СЕТКРЕАЗИЯ ПУРПУРНАЯ 17
2.3. ЗЕБРИНА ВИСЯЧАЯ 18
2.4. ТРАДЕСКАНЦИЯ ПОКРЫВАЛЬЧАТАЯ 19
2.5. НОЛИНА 20
2.6. РУЭЛЛИЯ 21
2.7. КОЛЕРИЯ 22
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 24
3.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 24
3.2. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТЕЙ 24
3.3. ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ РАСТЕНИЙ 30
3.4. ИЗУЧЕНИЕ КРАЕВОГО УГЛА СМАЧИВАНИЯ 33
3 5. ОБРАБОТКА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ГОНИОМЕТРА 36
3.6. ИЗУЧЕНИЕ ПЛОЩАДИ РАСТЕКАНИЯ 36
3.7. ОБРАБОТКА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕРМОГРАФА 38
3.8. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАБОЧЕГО РАСТВОРА 38
3.9. ИЗУЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ ПОВЕРХНОСТИ 43
ГЛАВА 4. ОПИСАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 47
4.1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОБРАЗЦОВ 47
4.2. РАССМОТРЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТЬЕВ 48
4.3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСТЕКАНИЯ ПАВ 54
4.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 61
4 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛИСТЬЕВ 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70

СПИСОК ТЕРМИНОВ
ПАВ (Поверхностно-активное вещество): это химическое соединение, которое, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывает снижение поверхностного натяжения.
ККМ (Критическая концентрация мицеллообразования): это определённая концентрация поверхностно-активного вещества в растворе, при которой образуются устойчивые мицеллы.
Мицелла: это агрегат ПАВ в коллоидном растворе, состоящий из большого количества амфифильных молекул.
Коллоид: это смесь, в которой одно вещество, состоящее из микроскопически диспергированных нерастворимых частиц, взвешено во всём другом веществе.
Абаксиальная сторона листа: это сторона бокового органа побега растения, обращённая при закладке от конуса нарастания побега.
Адаксиальная сторона листа: это сторона бокового органа растения, обращенная к оси побега, к которому орган прикреплён.
Шипики: это заострённые, твёрдые, обычно одревесневшие образования у растений.
Жилкование: это распределение проводящих жилок в листьях, по которым транспортируются вода с растворёнными в ней минеральными веществами и продукты фотосинтеза.
Устьице: это отверстие между клетками в кожице листа растения, служащее для испарения влаги и газообмена.
СЭМ (Сканирующий электронный микроскоп): это микроскоп, предназначенный для получения изображения поверхности объекта с высоким пространственным разрешением.
Адгезия: это сцепление поверхностей разнородных тел, обусловленная Ван-дер-Ваальсовыми силами, полярной и диффузионной компонентами в поверхностном слое, характеризующаяся удельной работой, необходимой для разделения поверхностей.
Когезия: это связь между одинаковыми молекулами внутри тела в пределах одной фазы, характеризующая прочность тела и его способность противостоять внешнему воздействию.
Свободная энергия поверхности (Энергия Гиббса): это потенциальная энергия, которая сосредоточена на межфазной поверхности, необходимая для образования единицы площади поверхности, являющаяся избыточной по сравнению с энергией в объёме, то есть не равной нулю.
Гидрофильность: это характеристика интенсивности молекулярного взаимодействия вещества с жидкостью, обуславливающая способность хорошо впитывать эту жидкость, формирующая высокую смачиваемость поверхностей. Гидрофобность: это свойство поверхности отталкивать капли жидкости,
где физическое свойство молекулы обусловлено стремлением «избежать» контакта с жидкостью.
Краевой угол смачивания: это угол, который образуется между касательной, проведённой к поверхности фазы жидкость/газ, и твёрдой поверхностью с вершиной, располагающейся в точке контакта трёх фаз, измеряемый всегда внутрь жидкой фазы.
Дийодометан (??????????): это иодоорганическое соединение, бесцветная прозрачная жидкость с резким неприятным запахом, являющаяся взрыво- и пожароопасной, разлагающаяся на воздухе.
1,2-дихлорэтан (??????????????): это хлорорганическое вещество; бесцветная жидкость со сладковатым запахом, оказывающая на человека канцерогенное действие.

ВВЕДЕНИЕ
В нашем быстро меняющемся мире, когда вместе с новыми технологиями появляются и новые проблемы, которые необходимо решать, встаёт общий вопрос о подходах и методиках исследования этих вопросов, чтобы найти к ним ответ. Важным параметром в данном контексте является наблюдение за явлениями природы и аппроксимация полученных данных в ходе экспериментальных наблюдений. Подобный ход работы позволяет правильно выстроить методику будущих экспериментов и получить достоверные результаты.
Одной из немаловажных проблем в реалиях нынешнего времени и обозримого будущего является обеспечение населения планеты пищей, получаемой не только из продуктов животного происхождения, но и растительной продукции. Касательно растениеводства, человечество освоило много навыков и техник по рекультивации и взращиванию сложных сельскохозяйственных культур, однако, всё ещё далеко от совершенства в данной сфере, поскольку с ним по-прежнему остаются главные проблемы этой области.
Если технологии выращивания, рекультивации и лечения растений совершенствуются до сих пор на базе ботаники, растениеводства и биохимии, то технологии защиты растений от насекомых, болезней, непогоды и прочих невзгод могут быть получены и усовершенствованы только в комплексе множества разделов научных сфер деятельности из областей физики, химии, биологии и др. Именно совместное изучение проблемы защиты растений от вышеуказанных нападок поможет разработать базу защитного комплекса, позволяющего модифицировать его в будущем и создавать на его основе другие технологии.
К счастью, мир начал заниматься разработкой таких техник гораздо раньше, когда встал вопрос не физического, а биохимического способа защиты растений. Благодаря этому на сегодняшний день у нас есть устоявшаяся база биохимических реагентов, основная задача которых – это защита поверхности
растений от насекомых-вредителей, грибков и бактерий, а также вирусов, способных поражать цельную структуру сельскохозяйственных культур. Но, как и оговаривалось раньше, с появлением новых технологий появляются новые проблемы, от чего возник вопрос о смачиваемости поверхности листьев растений.
Данная проблема влияет на то, как будет капля биохимического реагента растекаться и смачивать поверхность цветка, дабы полностью покрыть его так, чтобы насекомые не смогли навредить растению, как бактерии с грибками и вирусами. И, если варьировать параметры токсичности, концентрации, текучести и форму применения химического вещества, то тогда параметр смачиваемости также изменится, из-за чего не получится создать безопасный и эффективный реагент. Конечно, можно проводить множество химических экспериментов по созданию универсального вещества, такого как фунгицид, гербицид или пестицид, чтобы его параметры оптимально подходили под одну или несколько сельскохозяйственных групп, но на такую разработку придётся потратить много денежных средств, а также времени и сил, что в итоге может и не окупиться, потому что итоговый продукт предстаёт перед нами в слишком фантастической форме.
Да, можно сделать продукт не токсичным, но тогда остальные параметры сведутся к нулю, и он будет бесполезен в применении на практике. В первую очередь мы говорим о безопасности использования, а потому токсичность должна быть минимальной, чтобы реагент не накапливался в почве и растениях, при этом не повреждая на молекулярном уровне структуру самого цветка.
После токсичности идёт уже тот параметр, который может ответить на главный вопрос по растеканию капли по поверхности листа растения – это смачиваемость. Сам параметр смачиваемости зависит от множества факторов, которые сопутствуют ему в той или иной обстановке: химический состав растения и самого химиката, температура окружающей среды, атмосферное давление, первичный угол наклона поверхности листа при попадании на него капли аэрозоля, влажность воздуха, наличие ветровых потоков и др. Всё это
определяет вышеуказанный параметр и задаёт его характеристики. В соответствии с остальными показателями, такими как токсичность, концентрация поверхностно-активного вещества (далее – ПАВ) и прочее, смачиваемость не должна оставаться на последнем месте, чтобы решить вопрос об удержании капель аэрозоля на поверхности растений.
Для решения вышеуказанных вопросов была поставлена цель, позволяющая получить комплексное представление о данной работе:
- Исследование краевого угла смачивания гистерезиса от морфологии поверхности сложных топологических структур листьев растений.
В связи с этим были определены следующие задачи, которые позволяют решить поставленную цель:
1. Изучение физических свойств поверхности исследуемых образцов для выявления характерной зависимости краевого угла сидячей капли на поверхности листа от его структуры;
2. Установление зависимости скорости растекания капель агроадъювантов от морфологии структуры листьев;
3. Выявление закономерности растекания ПАВ по структуре листьев растений от химического состава исходного вещества;
4. Изучение механизмов удержания, смачивания и испарения, а также впитывания капель комплексных жидкостей, представляющих из себя смеси пестицидов, наночастиц, ПАВ и др.
Конечно, данный комплекс исследований будет нуждаться в улучшении и переосмыслении результатов, полученных в настоящем времени, дабы совершенствовать саму технологию изучения явления смачиваемости, чтобы можно было разобраться в его принципе работы и получить желаемые результаты.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Yanqiu Zhu, Yuxia Gao, Chenhui Zhang, Xin Zhao, Yue Ma, Fengpei Du. Static and dynamic wetting behavior of TX-100 solution on super-hydrophobic rice (Oryza sativa.) leaf surfaces // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2018. V. 547. Pp. 148-156.
2. Heping Zhu, Masoud Salyani, Robert D. Fox. A portable scanning system for evaluation of spray deposit distribution // Computers and Electronics in Agriculture. 2011. V. 76. Issue 1. Pp. 38-43.
3. Wei-Cai Qin, Bai-Jing Qiu, Xin-Yu Xue, Chen Chen, Zhu-Feng Xu, Qing- Qing Zhou. Droplet deposition and control effect of insecticides sprayed with an unmanned aerial vehicle against plant hoppers // Crop Protection. 2016. V. 85. Pp. 79- 88.
4. Huan Lin, Hongping Zhou, Linyun Xu, Heping Zhu, Huanhua Huang. Effect of surfactant concentration on the spreading properties of pesticide droplets on Eucalyptus leaves // Biosystems Engineering. 2016. V. 143. Pp. 42-49.
5. Fengyan Wang, Zhen Hu, Carla Abarca, Michael Fefer, Jun Liu, Michael A. Brook, Robert Pelton. Factors influencing agricultural spray deposit structures on hydrophobic surfaces // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. V. 553. Pp. 288-294.
6. Fabio Grazioso, Anzhelika A. Atsapina, Gardoon L. Obaeed, Natalia A. Ivanova. Automatic measurement of coverage area of water-based pesticides- surfactant formulation on plant leaves using deep learning tools // Photonics and Microfluidics. 2023. V. 35. Pp. 3-19.
7. АПГРЕЙД МаджеСтик, Ж // Группа компаний «АгроХимПром»: официальный сайт. Барнаул, 1998.
8. Зерокс, ВКР // Группа компаний «АгроХимПром»: официальный сайт. Барнаул, 1998.