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Sphères croissantes

Les sphères ou cubes croissants (gel hydrophile) sont de petits blocs de polymère qui ont une grande affinité avec l’eau – comme une éponge. Les sphères peuvent grossir jusqu’à 300 fois leur taille – leur diamètre peut passer d’environ 3 mm à 2,5 cm (1 po). Après usage, elles peuvent être asséchées et réutilisées!

On peut aussi se procurer des cubes de ce gel. Ils sont un peu plus gros et moins nombreux que les sphères (plus de 1200 sphères, par comparaison à ~290 cubes dans un paquet).

Préparation

Il suffit de laisser tremper UN PETIT NOMBRE de sphères dans un bol d’eau tempérée et propre. Au bout de 8 à 24 heures, elles auront atteint leur taille maximale. Si vous utilisez de l’eau distillée ou désionisée, la croissance sera encore plus forte.

Une fois que les sphères ont atteint leur taille maximale, l’indice de réfraction des sphères est exactement le même que celui de l’eau; par conséquent, elles sont essentiellement invisibles lorsqu’elles sont dans l’eau. Cela ne manquera pas d’intriguer les élèves et vous pouvez leur demander de mettre la main dans le bol et d’en « soulever » quelques-unes pour les voir.

Utilisation – avec les semences du projet Tomatosphère

Prenez une sphère qui a atteint sa pleine grandeur, puis percez un petit trou dans la sphère avec un cure-dents. Insérez UNE semence juste sous la surface de la sphère et remettez la sphère dans l’eau pour qu’elle se scelle de nouveau.

Prenez les sphères qui contiennent une semence et placez-les dans un contenant transparent. N’exposez pas les sphères à la lumière directe du Soleil et vérifiez-les régulièrement pour observer la germination. Soulignons que les polymères sont sensibles à la lumière du Soleil. Ils perdent leur capacité d’absorption et ils se décomposent lorsqu’ils sont exposés directement à la lumière du Soleil.

Autres occasions d’apprentissage à l’aide des sphères croissantes

Lorsque vous achetez vos sphères croissantes (voir ci-dessous), vous en aurez plus qu’il ne vous en faudra pour le projet Tomatosphère. Cela vous donne l’occasion de les utiliser pour illustrer différents concepts en mathématiques et en sciences. N’oubliez pas que les sphères peuvent être recyclées et réutilisées si vous les faites sécher à un endroit qui n’est pas exposé directement aux rayons du Soleil.

• Utilisez les sphères avec des bulbes de narcisses Paperwhite et observez la croissance des racines; enfoncez le bulbe aux ¾ de la sphère.
• Faites passer une broche fine à travers la sphère et remettez-la dans le bol transparent – la broche semble suspendue dans l’eau. On peut aussi utiliser un clou ou une petite vis.
• Utilisez les sphères pour illustrer le grossissement. Observez un doigt À TRAVERS une sphère croissante qui a atteint sa taille maximale. Une sphère croissante placée sur un doigt s’aplatit et lorsqu’on observe l’empreinte digitale par le haut, cette dernière semble plus grosse en raison de la différence de la vitesse de la lumière dans la sphère et dans l’air.
• Utilisez les sphères croissantes pour calculer la quantité d’eau absorbée. Vous aurez besoin d’un cylindre gradué pour voir la différence dans le niveau de l’eau. Les élèves pourraient aussi calculer la quantité d’eau moyenne absorbée par un certain nombre de sphères dans le cylindre.
• Discutez avec les élèves des avantages que pourraient présenter les sphères croissantes (polymères) pour les êtres humains en raison de leur capacité à absorber et à retenir de l’eau.
• Utilisez différents liquides (autres que l’eau) pour déterminer le taux d’absorption d’autres liquides (boissons gazeuses, lait, vinaigre, mélange d’eau et de vinaigre, jus de pomme, eau salée, mélange d’eau et de sucre).
• Utilisez différents types d’eau – eau salée, eau du robinet, eau filtrée, eau distillée – ou faites varier la température de l’eau pour mesurer les différences d’absorption.

Coût des sphères

Le coût varie selon le fournisseur, ainsi que la taille et la forme des sphères que vous achetez. Généralement, on peut s’attendre à payer entre 8 et 20 $. Les prix canadiens tendent à être un peu plus élevés en raison des droits d’importation. Communiquez avec le fournisseur pour connaître le prix actuel des sphères.

Disponibilité des sphères croissantes

On peut se procurer les sphères croissantes à différents endroits. Il y en a aussi dans des magasins qui vendent des accessoires floraux… et parfois même dans des « magasins à 1 $ ». Plusieurs fournisseurs de matériel didactiques les ont aussi en stock. Consultez le fournisseur d’équipement scientifique de votre école ou de votre commission scolaire.