Темы 25 января 2024

Изобретательный возраст

Рассказываем об изобретателях «Кванториума»

Чем заняты наши дети? Кто-то ставит рекорды в спорте, другие раскрывают себя в искусстве. Кванторианцы изобретают.

Считается, что изобретения — удел серьезных взрослых. Но много полезного и нужного в мире придумано детьми. Ежегодно юные умы по всей планете создают уникальные вещи, которые двигают вперед технический прогресс, упрощают жизнь и украшают ее. В честь юных умников и умниц даже есть праздник — День детских изобретений, который отмечается 17 января.

Изобретатели и ученые из «Кванториума» отметили его презентацией научных проектов. Ребята рассказали об использовании микроорганизмов в медицине, изготовлении обуви из пластиковых отходов, создании дешевого и прочного аналога металлу для судостроения.

Мал золотник, да дорог

Дата праздника юных изобретателей выбрана неслучайно. 17 января родился известный американский политик, изобретатель и ученый Бенджамен Франклин. В молодости он создал бифокальные очки, молниеотвод, качающееся кресло. Первым его изобретением были ласты для плавания, которые он сконструировал в 12 лет. Это были просто деревянные дощечки, но главное — идея, которая затем была подхвачена и распространена.

Сейчас люди по всему миру постоянно пользуются этими и другими детскими изобретениями. Среди них снегоход, созданный в 1922 году пятнадцатилетним канадцем Жозефу-Арману Бомбардье, игрушка для пускания мыльных пузырей, придуманная более пятидесяти лет назад 10-летней Бэтти Гэллоуэй из Америки. Незаменимым стало устройство для слепых «Bat-1», которое изобрел в 2014 году шестнадцатилетний Валерий Ильин из Волгодонска.

Сорняки и тихоходки — наши помощники

Детство — удивительная пора, когда все кругом интересно, и юных исследователей жизни прямо тянет на эксперименты. Дети и подростки зачастую любят до всего доходить своим умом, ставя под сомнение прописные истины. Такой подход и у юных ученых Рыбинска — воспитанников «Кванториума». Многие из них учатся вести исследовательскую работу, поэтому в поле их зрения попадают предметы и явления, на которые обычный человек не обратит внимания.

Например, простой огородный сорняк — галинсога.

Трио юных исследователей изучали его несколько месяцев — выкопали летом, хранили на протяжении всей зимы, рассадили, наблюдали за ростом и развитием, замораживали, экспериментировали с поливом. В результате выяснили, что галинсога — живучий суперсорняк, который может быстро заполонять большие территории. На каждом растении созревает до 1800 семян, поэтому она прорастает везде, быстро заглушая культурные растения. При этом свойства галинсоги хорошо изучены, и люди научились ее использовать. Растение обладает антикоагулянтными свойствами, его применяют для изготовления лекарств для профилактики тромбов. А еще галинсогу можно есть, добавлять в различные блюда.

А Екатерину Милягину привлек микроорганизм — тихоходка. Это существо размером до полутора миллиметров — настоящий терминатор живой природы, оно считается самым живучим на земле.

— Тихоходка — это феномен. Ей нипочем жара и абсолютный холод, давление 600 атмосфер и радиация 500 тысяч рентген. Она способна голодать десятилетиями, но самый поразительный «трюк» — это умение 100 лет жить без воды, — вдохновенно рассказывала юная исследовательница.

Своих подопытных она нашла во мху, собранном в Рыбинске и его окрестностях. Тихоходки встречаются и в водоемах, но мох — их излюбленное место обитания.

Исследуя тихоходок, Екатерина подвергла их разным испытаниям.

— Мы с коллегой высушивали тихоходку — оставляли на час при температуре плюс 260 градусов. Наблюдали, как она свертывалась в клубок. Но стоило капнуть на нее воды — оживала, — делится впечатлениями девочка.

Исследовательница объясняет, что все удивительные свойства тихоходки зашифрованы в ее генотипе, который представлен 5-7-9 хромосомами. Но какая практическая польза от всех этих знаний?

Оказывается, геном, изъятый у тихоходки, внедрили в клетки человека, в частности, в лейкоциты. Это значительно повысило выживаемость клеток человеческой крови при радиации. Внедрение генотипа тихоходки в растения привело к тому, что они продолжают хорошо расти при неблагоприятных климатических условиях.

Вот так маленькая тихоходка открывает большие возможности для медицины и сельского хозяйства.

Семь футов под килем из композита

Задумывая проект «Вторая жизнь пластика», квартет юных ученых из «Кванториума» в первую очередь хотел рассказать о возможностях использования вторичного сырья. Ребята досконально изучили виды пластика и композитов, способы их переработки — от сбора и сортировки до реальных вещей, которые можно производить из пластикового мусора.

— Мы придумали, что можно делать экоходы — специальную обувь из пластика, — говорит одна из разработчиков проекта Софья Галанцева.

И теперь юные ученые задумываются о создании собственного бренда и планируют производить из пластика не только обувь, но и, например, садовую мебель из искусственного пластикового ротанга.

У ребят уже есть опыт производства брелоков из резиноподобного пластика, которые меняют цвет и светятся в темноте. На форуме «Мастерские успеха», который проходил в ЯГТУ, они сами изготовили несколько таких вещиц на специальном оборудовании.

Дарина Вачина занимается в «Кванториуме» со дня открытия в Рыбинске детского технопарка. Как говорят педагоги, девушка практически живет здесь, настолько она увлечена наукой. Вот и на сей раз молодая ученая представила интересный и нужный проект «Разработка трехслойных конструкций из полимерных композитов для замены металлических в судовых элементах и деталях». Статью о разработке опубликовал авторитетный журнал «Композитный мир».

— Наиболее актуальная проблема в судостроении — коррозия металлов. Из-за нее снижается долговечность судов. Как следствие — повышается стоимость жизненного цикла кораблей, они чаще простаивают в ремонте. Из-за коррозии происходит уменьшение толщины металлического слоя — от 0,1 до 0,2 миллиметра в год. 10% металла теряется безвозвратно. При таком раскладе существенно снижается прочность судна. Альтернативой металлу стали композитные материалы. Они стойки к коррозии, легкие, прочные, радиопрозрачные, биоинертные — на них не налипают моллюски, — рассказала Дарина.

В ходе поисков идеального композитного материала Дарина вместе с коллегами разработала несколько сэндвич-конструкций, в том числе с применением стеклопластика. Именно этот вариант обладает лучшими характеристиками, главная из которых — низкая массовая доля поглощения им влаги — менее 1%.

А еще материал, разработанный молодыми учеными из Рыбинска, в несколько раз дешевле стали и зарубежных и отечественных аналогов композитных материалов для судостроения.

Недаром им уже заинтересовалась Объединенная судостроительная корпорация.