О серьезном расскажут шутя
Science Slam — международный формат популяризации науки, впервые реализованный в Германии. В России он практикуется уже десять лет, за это время более 400 слэмов прошли в 50 городах России с участием более полутора тысяч ученых. В этом году Министерство науки и высшего образования запустило проект «Университетская лига Science Slam».
Формат простой и крайне привлекательный для зрителей. На вечернем мероприятии ученые в неформальной атмосфере представляют широкой аудитории свои исследования. У каждого спикера есть десять минут, за которые он интересно и по возможности оригинально излагает суть исследования. Часто используются шутки, мемы и аналогии с поп-культурой. Зрители аплодисментами определяют, кто справился лучше.
В рамках университетской лиги уже два университета провели внутривузовские слэмы, победители которых отправятся на городские состязания ученых. В ТИУ победителем стала Алла Загорская, старший преподаватель кафедры техносферной безопасности. Она представила собственное исследование, посвященное технологии, которая помогает бороться с проблемой загрязнения атмосферного воздуха.
— Начать, думаю, стоит с постулата о том, что природа знает и умеет все лучше нас. Конечно, это так. 65 миллиардов лет она решала немыслимые задачи и справлялась успешно. Но в последние несколько сотен лет человечество умудрилось сделать то, что природе до этого не удавалось. Мы стоим на грани кризиса, когда неисчерпаемых ресурсов больше не существует. Сегодня мы понимаем, что исчерпаемо абсолютно все. С этого момента мы пришли к мысли, что пора действовать самим, и начались исследования инструментов природы. Что она делала, чтобы владеть таким набором ресурсов? Списать в точности мы не сможем, но попытаться повторить -вполне. С этого момента начинается мое исследование.
Eсли вам кажется, что Алла Александровна преувеличивает, то вот сухие факты. В мае программа ООН по защите окружающей среды (UN EP) опубликовала новый отчет, где говорится, что мы на пороге песчаного кризиса: на планете может закончиться песок. Но исследование Загорской посвящено не этому, это лишь пример того, что навыки списывать у природы жизненно необходимы. Правда, тут как в главном правиле списывания школьников — главное, не точь-в-точь. Не то чтобы природа обидится, просто при всем желании не получится.
Взгляд исследовательницы упал на природный материал — перовскит. Это минерал, который встречается и в России, и он примечателен своей кристаллической решеткой, состоящей из двух металлов — титана и ниобия. Технология сосуществования двух металлов крайне сложная, но и перспективная. Ученые уже проделали большую работу по ее исследованию, но главная проблема в том, что ранее удавалось соединить только редкие и дорогостоящие металлы. Алла Загорская же решила использовать то, что в Тюмени лежит практически под ногами.
Меди и марганца у нас в избытке, причем в тех местах, где они не нужны. В водоемах (например, голубые озера в Муллашах) медь в избытке, причем для производства питьевой воды ее вообще удаляют. Марганец содержится в подземных и поверхностных водах, где нужен еще меньше (пример тому Велижанский водозабор). Медь, как известно, прекрасный проводник тепла и электричества, а марганец окислитель и акселератор. Так как же их соединить?
Для получения материала используется карбоксильный катионит и водный раствор металлов. Первый этап — сорбция, которая поможет распределить ионы. Далее с помощью ступенчатого термолиза создается металлическая связь. Потом продувкой кислородом создается ковалентная связь, которая обеспечит окончательную очень прочную связь между капризными металлами.
— В итоге мы получаем уникальный материал, который работает как металл, обладает всеми свойствами металла, но выглядит как полимер. Eсли нарисовать модель, у нас вместо кристаллической решетки будет сложная разветвленная молекула, насыщенная нашими металлами. Результат электронного сканирования показывает — это точно все еще металл. Там много меди, марганец и ни следа полимера. Дальнейшие исследования показали, что материал вполне жизнеспособен и не распадается через несколько часов. Он хорошо выдерживает температуру, устойчив к истиранию и нормально реагирует на изменения pH, — поясняет Алла Загорская.
Так для чего же все эти усилия? Где можно использовать эти уникальные свойства?
— Не секрет, что Тюмень разрастается, и источники тепла — те установки, которые генерируют огромное его количество, стоят в центре города. Дымовые газы кто-то назовет безобидными, считая, что это в основном вода. Ничего подобного: газы — это продукты горения из небезвредных компонентов. То, что город перекрывается дымовыми газами, приводит к увеличению случаев аллергии, астмы, эмфиземы и задержки в развитии у детей. Это важная проблема, и решить ее поможет этот материал, — уверена исследовательница.
Алла Александровна разработала установку, которая заправляется полученным материалом и подключается к трубам ТЭЦ. Компоненты дымовых газов вступают в реакцию с разработанным Аллой материалом, и так можно убрать загрязнение практически до нуля. В результате реакции будет абсолютно чистый кислород, чистая вода, а весь углерод, который имеется в дымовом газе, осядет на материале. Eго, к слову, можно использовать дальше. Сама Загорская считает, что технологию нельзя назвать до конца экологичной, пока не отработан метод утилизации отходов ее методики. Продукты катализа — тема ее следующего исследования.
— С проектом мы и обращались в крупные энергетические компании, и подавали заявки на гранты, но пока безуспешно. Для того чтобы технология начала развиваться, нужно, чтобы изменилось мировоззрение, чтобы люди поняли, как это важно, — считает Загорская.
***
фото: Алла Загорская;Приз победителю «Science Slam».