Ума палата

Укрощение солнца: как юные ученые совершенствуют энергию будущего

Студенты ВолГУ ведут сразу две разработки, которые позволят серьезно сэкономить на электричестве

Идеи в воздухе витают… А кто-то умеет поймать самые интересные из них. И не просто поймать, но придумать, как обратить абстрактные мысли на реальное благо человечества. Этим и занимаются студенты факультета наноинженерии ВолГУ Илья Федотов и Дарина Кокорина. Корреспондент «КП» разузнал о том, что интересного изобретают юные ученые в лаборатории, повеселил умников своими вопросами и немного прокачал IQ.

ДОМ, КОТОРЫЙ СОГРЕЕТ СЕБЯ САМ

В лаборатории института приоритетных технологий ВолГУ все в лучших традициях: непонятные колбочки, разноцветные провода, загадочные агрегаты рядом с которыми невольно пытаешься сделать глубоко интеллектуальное лицо. Молодые ученые — все парни, за исключением Дарины — засыпают меня своими остроумными шуточками и непонятными словами. Я в полном восторге.

— Итак, Илья, у вас исследование на тему прозрачных проводящих покрытий. Я знаю, что сама тема не нова. В чем уникальность вашей идеи? — спрашиваю я, усевшись перед студентами.

Илья учится на третьем курсе. Своему исследованию посвятил уже полтора года.

— Прежде всего, я использую новый материал: оксид алюминия, допированый цинком. — Видя мое озадаченное лицо, он добавляет: — Допированый, значит в само вещество внесены атомы другого вещества. В нашем случае цинка. Сейчас традиционно используют оксид индия, но в процессе нанесения это соединение опасно. Оно оседает в легких, вызывает рак и другие заболевания. В моем исследовании прорабатывается вещество и методика, которые никак не сказываются на здоровье человека. При условии соблюдения техники безопасности.

Но что за зверье такое — прозрачные проводящие покрытия? Где их можно применить?

— Эм… Да везде, — Илью, для которого слова типа «светосенсибилизированный» часть повседневного лексикона, мой вопрос поставил в тупик: все ведь очевидно.

Я бессовестно прикрываюсь читателем: надо же, чтобы всем было понятно.

Оказалось, эти покрытия и правда полезная штука. Дисплеи всех видов, фотокамеры, солнечные батареи можно ими оснастить. Это удешевит технику. Как объясняет Илья, сейчас дисплеи дорогие, потому что энергозатратные. Но прозрачные проводники сохраняют электроэнергию. Телефон будет медленнее разряжаться; дом, в котором окна покрыты специальным составом, станет впускать тепло, но обратно не выпустит, а стекла машины будут размораживаться зимой за считанные минуты.

Производство энергосберегающего стекла и дисплеев с введением новых методик и составов станет менее затратным. Правда, пока наши предприятия к революции не готовы: слишком дорого. Дешевле построить инновационные заводы с нуля.

ТОТАЛЬНАЯ ЭКОНОМИЯ

Исследование Дарины Кокориной, студентки второго курса, по смыслу связано с вышеописанным. Фотогальванические ячейки на основе диоксида титана сделают солнечные батареи гораздо более энергоемкими и, опять же, дешевыми.

Кто-то скажет: пф, солнечные батареи! Но эта технология скрывает просто огромные возможности для экономии.

— Он могут использоваться везде, где нужно электричество, — говорит Дарина. — Подзарядка уличных фонарей, светофоры, снабжение домов с низким энергопотреблением можно осуществлять с помощью фотобатарей. И это дешевле, чем использовать привычную электроэнергию.

То есть зачем платить за свет, когда у тебя на крыше солнечная батарея и наша главная звезда сияет безвозмездно?

Уйдя мыслями в футуристические дали, спрашиваю:

— А можно будет полностью перейти на такой экологичный источник энергии?

Физики спускают меня на бренную землю.

— Скорее мы энергию термоядерного синтеза начнем применять, — усмехается Илья. — Полностью мы не откажемся от традиционных источников электроэнергии, но солнечные батареи будут применяться там, где не нужны большие мощности. Это выгодно, рационально.

Суть идеи Дарины в том, что путем подбора новых красителей и электролитов увеличивается эффективность солнечных элементов.

— В ясный солнечный день на землю падает примерно киловатт энергии на квадратный метр. Собрать 100% этой энергии невозможно, но если довести эффективность до 50%, то с одного квадратного метра можно будет получать 500 ватт, — вставляет аспирант ВолГУ Александр Кравченко.

Он показывает мне на мониторе компьютера снимок, сделанный с помощью атомного силового микроскопа. На нем видны нанотрубки диоксида титана, которые удалось вырастить ученым. Пока они расположены довольно хаотично, но исследователи стремятся к идеальной структуре.

ИЗ ОГНЯ ДА ПОД ТОК

Моя любимая практическая часть началась с мучения стеклянной подложки. Илья Федотов любовно намазывал на нее электропроводящий гель, а в это время Денис Дьяченко, инженер лаборатории физики и химических методов анализа, вещал мне о том, как электроды (графит и титановые пластинки) бороздят глубины электролитического раствора. Собственно, варьируя концентрацию веществ и температуру во время эксперимента, можно найти баланс, при котором нанотрубки диоксида титана обретают нужные параметры. Пытаясь смотреть одновременно на работу Ильи и на ячейку, в которой «подходит» титановая пластинка, слегка теряюсь, но на подмогу приходят превратности опытов.

— По идее эту подложку с гелем надо положить в специальную печь, вон ту, — Илья показывает на скромного вида прибор в углу лаборатории. — Но мы, наверное, не будем этого делать?.. — он с сомнением смотрит на Дениса Дьяченко.

— Нет, не будем, — соглашается тот. — Для полного цикла нужно время, но саму печь могу показать.

Он подходит к агрегату и осторожно, держась на расстоянии, открывает маленькую дверцу. Меня обдает жаром, словно там открылся служебный вход в ад, честное слово. Округлив глаза, издали заглядываю в раскаленные недра печи. Да уж, руками туда не полезешь.

По идее после «обжарки» многострадальная подложка отправляется тестироваться на электропроводимость. Но этот процесс я, увы, не увидела: не было готовых пластинок.

— Над долговечностью покрытия мы тоже серьезно работаем. Оно будет устойчиво к любым внешним воздействиям, — пояснили ребята.

МОДЕРНИЗАЦИЯ ПО-СТУДЕНЧЕСКИ

Дарина Кокорина работает над своей идеей всего полгода, но Илья Федотов уже успел выступить на конкурсе проектов молодых ученых «Умник» в 2015 году, получил грант на исследования прозрачных проводящих покрытий.

Гранты очень помогают начинающим, да и профессиональным разработчикам: дорогое оборудование и реактивы в нужном количестве не всегда по карману вузам. Если бы их было больше, то и исследования пошли бы значительно бодрее.

Но ученые дерзают. Мои собеседники, например, задумали модернизировать старую установку для сжигания веществ.

— Приспособим ее для высушивания подложки в условиях атмосферы-восстановителя, — непринужденно бросает Илья.

Ну да. Что может быть проще?

Впрочем, это для меня все сложно, а для этих вот веселых молодых ученых ВолГУ — раз плюнуть. «Зашлифовав» рассказом о межатомных силах отталкивания, они отпускают меня, поумневшую, с миром.

 

Доктор в мобильном и «энциклопедия редких болезней»

Молодые специалисты из волгоградских вузов создают проекты, помогающие пациентам и врачам

Наука это не просто отвлеченные формулы и идеи, и необязательно какие-то высокие технологии. Главная ее цель — сделать лучше повседневную жизнь человека. Помня об этом, разрабатывают свои идеи волгоградские студенты и аспиранты. Например, воспитанники ВолГУ и ВолгГМУ придумали мобильное приложение, которое поможет людям с хронической сердечной недостаточностью, а еще — сайт для врачей, где специалисты смогут найти актуальную, а главное достоверную информацию о редких заболеваниях. Последнее значительно упростит их диагностику.

ТЕЛЕФОН КАК ЛИЧНЫЙ ДОКТОР

Признайтесь, как тщательно вы соблюдаете рекомендации врача? Большинство, выписавшись из больницы, стабильно забывают вовремя выпить таблетку, забрасывают диету. Результат — в лучшем случае вынужденный поход к врачу, в худшем — «скорая» и вновь стационар. Аспирант института математики и информационных технологий (ИМИТ) ВолГУ Александр Столяров (научный руководитель — завкафедрой компьютерных наук и экспериментальной математики ИМИТ Владимир Клячин), аспирант ВолгГМУ Анна Гребенникова и студент ИМИТ Константин Дубинко разработали приложение для мобильного телефона, которое решит эту проблему. Куратором их проекта стал заведующий кафедрой кардиологии медуниверситета, эксперт Европейского общества кардиологов Юрий Лопатин.

При лечении таких болезней как хроническая сердечная недостаточность (ХСН) очень важна постоянная связь с врачом. Анна Гребенникова работает в областном кардиоцентре и знает об этом из практики.

— В России 7,9 миллиона людей с ХСН, они очень часто попадают в больницу и до 45% в течение полугода после первой госпитализации ложатся в стационар повторно. Происходит это как раз потому, что человек, выписавшись, оказывается предоставлен сам себе и не соблюдает все рекомендации. Мобильное приложение medapp напомнит ему, когда выпить таблетку, как соблюдать диету. Ежедневно он отправляет свои данные врачу. Например, я вижу график по каждому пациенту, и если у кого-то что-то идет не так, звоню ему или пишу, — рассказывает Анна. — Результаты впечатляющие. В группе из 30 человек, которые пользуются приложением, за 6 месяцев не было ни одной повторной госпитализации. В группе без приложения — 25.

Помогают пациентам не только «напоминалки», но и ощущение, что они кому-то нужны, что врач всегда рядом. В любой момент они могут задать вопрос своему доктору или почитать справочные материалы по ХСН. Кроме того, в приложении есть Европейская шкала оценки способности к самопомощи ШОССН_9, а если показатели пациента ухудшаются, он автоматически получает вызов на прием к врачу. Особенно такой формат удобен для жителей отдаленных районов, которые не могут регулярно наблюдаться у областных кардиологов.

— Все персональные данные в medapp защищены. Во-первых, пациента в системе регистрирует врач, он также выдает логин и пароль. Во-вторых, данные зашифрованы так, чтобы даже если злоумышленник похитит их, он не смог в них разобраться, — добавляет Александр Столяров.

Стоит отметить, что госпитализация одного пациента с ХСН обходится в 30 тысяч рублей, а больной может ложиться в стационар до 8 раз в год. Medapp усиливает профилактику, позволяет сэкономить эти средства, сделать жизнь сердечников здоровой и активной. Работает приложение на базе Android. Интерфейс максимально упрощен и понятен даже совсем пожилым людям.

Кстати, проект уже отмечен на высоком уровне. Так, он вошел в число победителей IX Международной олимпиады «IT-Планета 2015/16», был успешно представлен на форуме «Территория смыслов» и получил грант по программе «УМНИК».

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ — ТОЧНЕЕ ДИАГНОЗ

Еще над одной важной проблемой работают студент 6 курса лечебного факультета ВолгГМУ Александр Жиряков и Марина Влазнева, студентка 6 кура факультета педиатрии. Под руководством завкафедрой общественного здоровья и здравоохранения Тамары Дьяченко они разработали проект онлайн-клиники редких заболевания ClinicON». Это интернет-портал, где врачи смогут найти достоверную информацию, поделиться опытом из практики.

— Да, сегодня много различной информации в интернете, но он как помогает врачам, так и мешает, — говорит Тамара Дьяченко. — Есть электронная база данных глобального масштаба, другие ресурсы, но в них не всегда легко найти информацию о конкретных редких, или орфанных, заболеваниях.

Сегодня в России живут от 2 до 5 миллионов человек с такими болезнями, но цифры приблизительные, потому что даже у специалистов недостаточно информации о них. Системная красная волчанка, некоторые виды онкологии, энцефалопатия Кинсбурна, гемаглобинопатии и многие другие редкие заболевания могут не иметь специфических клинических проявлений, из-за чего врачу трудно поставить диагноз и начать эффективное лечение. К тому же, поскольку эти патологии встречаются нечасто, их не изучают углубленно в вузах, и даже отличный врач нуждается в дополнительной информации.

По словам Александра Жирякова, изначально цель проекта — создать базу данных по Волгоградскому региону, описать случаи, характерные именно для нашей территории, но ничто не мешает применить затем опыт наших ученых по всей стране.

— В результате мы получим повышение уровня знаний у врачей, значительно снизим количество диагностических ошибок, но сократим сроки постановки диагноза, — подытоживает Александр.

В пример будущие медики приводят Запад, где от поступления пациента до точного диагноза и начала эффективного лечения проходит 4-5 часов, а не несколько дней, как нередко бывает у нас, особенно если угораздит попасть в больницу в пятницу вечером.

Реализация этого проекта в итоге должна привести к тому, что орфанные заболевания реже будут запускаться из-за того, что их спутали с другими, станет меньше осложнений и смертей.

Марина Влазнева рассказала, что проект оказался очень востребованным. Он уже получил грант форума «Территория смыслов», где в экспертной комиссии были известные профессионалы. Начнут ребята с того, что представят идею на крупных профессиональных конференциях и съездах, чтобы привлечь больше специалистов-единомышленников.

— А материально-техническая база больниц позволяет выявлять редкие болезни? То есть практика поспеет за теорией? — интересуюсь я.

— Ну, конечно, мы не говорим сейчас о сложных генетических исследованиях, но определение белков-маркеров, например, вполне доступно. И еще много надежд мы связываем с открытием в 2017 году химико-фармацевтического кластера в регионе. Есть подразделения, которые уже занимаются такими направлениями как геномная диагностика. То есть у нас в Волгограде есть база, чтобы развивать исследования в области редких заболеваний, — уверена Тамара Дьяченко.  

От солнечных батарей до квантовых компьютеров:

Идеи волгоградских ученых, которые могут изменить мир

 «Комсомолка» продолжает доказывать, что наука вовсе не темный лес, а наши молодые исследователи — настоящие таланты.

Нам, обычным людям, практическая сторона науки, как правило, интереснее формул и теорем. Но если теория без практики мертва, то практика без теории совершенно слепа, и на самом деле идея, изложенная на бумаге, может быть не менее захватывающей, чем зрелищный эксперимент. Корреспондент «Комсомолки» убедился в этом, встретившись в учеными ВолГУ, которые пытаются понять, как обуздать своенравные атомы и заставить их работать на благо человека.

СОВСЕМ ДРУГАЯ ФИЗИКА

В физико-техническом институте вуза над этой проблемой трудится целая группа энтузиастов — студентов и аспирантов во главе с профессором кафедры теоретической физики и волновых процессов Анатолием Ивановым. Тот, кто от науки далек, задастся вопросом: а что в их работе принципиально нового, ведь человечество знакомо с атомами сравнительно давно? Да, конечно, но познакомиться не значит подружиться. Классическая механика нашего мира и процессы, происходящие на квантовом уровне, где взаимодействуют протоны и электроны, сильно отличаются друг от друга. К примеру, мы можем легко задать нужное направление футбольному мячу, но не тому же электрону. Если преодолеть этот барьер, нам откроются такие возможности, которые сегодня кажутся фантастикой: начиная от дешевых солнечных батарей, заканчивая квантовыми компьютерами (отечественного производства!) и настоящим искусственным интеллектом.

В наши дни «на гребне волны» нанотехнологии, но даже нанообъекты подчиняются привычным законам физики.

— Сейчас можно создавать элементы электроники размером примерно в 10 нанометров. Если взять кубик с такими сторонами, то он будет состоять из миллиона атомов. Это на самом деле большая система, и она ведет себя классически, но на молекулярном уровне объекты проявляют иные свойства, — объясняет Анатолий Иванов.

Полноценный квантовый компьютер — Грааль современных физиков и информатиков всего мира. В таком компьютере передавать и хранить информацию будут молекулы, что в итоге позволит сделать любые электронные устройства гораздо быстрее, а может, мы вообще откроем у них новые свойства и возможности. Как и коллег, волгоградских ученых вдохновляет сама природа. К примеру, обычное семечко, из которого вырастает цветок — в нем на молекулярном уровне заложены массы информации. Или процесс фотосинтеза: мы знаем о нем все, но когда ученые пытаются воссоздать его в искусственных условиях, ничего не получается. Почему? Понять никто не может. Очевидно, секрет хранится как раз в «атомном царстве».

Мозг — тоже величайшая загадка природы, причем не только человеческий. Искусственная система, работающая на тех же принципах, с органическими молекулами — вообще сверхидея.

ДОЛОЙ ПРИВЫЧНЫЕ ГРАНИЦЫ

Но пока ученые из ВолГУ не замахиваются на такие масштабы. Первостепенная задача — разгадать загадку фотосинтеза и улучшить солнечные батареи: создать органические фотовольтаические устройства. Сейчас у солнечных батарей довольно низкий КПД. Дело в том, что когда свет падает на специальную подложку, происходит разделение заряда, но электрон, переходящий на подложку (а он-то нам и нужен) очень быстро возвращается обратно. Над тем, как подавить этот процесс, какие органические материалы использовать, размышляют теоретики.

Если проблему удастся решить, это подарит человечеству не только колоссальную экономию электроэнергии (ведь молекулы будут работать, практически ничем не питаясь), но и сделает солнечные батареи дешевыми, а их изготовление безопасным для экологии. Правда, само производство, заводы придется существенно изменить.

На этом этапе, конечно, уже не обойтись без практики, поэтому ВолГУ сотрудничает с Женевским университетом и Национальной академией наук Беларуси. Кроме того, уже в 2017 году у института должно появиться собственное экспериментальное оборудование.

На сегодня в проекте заняты несколько человек: аспирантка Анастасия Плотникова, студенты 1 курса магистратуры Алексей Назаров и Сергей Сидоров, студент 4 курса бакалавриата Георгий Елоев и другие. Эксперименты, которые нужны для их исследований, происходят примерно так: на молекулу посылается импульс (как правило, световой), затем еще один; в зависимости от того, как реагирует молекула, исследователи делают разные выводы. Участники группы при этом решают самые разные задачи. Алексей Назаров даже разработал комплекс программ для расчета динамики фотохимических превращений, вызванных поглощением света.

— Над этой системой я начал работать еще будучи бакалавром, на 4 курсе. Программа решает сложные дифференциальные уравнения. Само ядро программы я разрабатывал где-то полгода. Еще столько же времени ушло на то, чтобы отладить и проверить её корректность. Сегодня мы уже используем ее в исследованиях. Она позволяет вычислять перераспределение электронов в молекуле, вызванное поглощением света, — рассказывает Алексей.

— Каждый ученый, даже теоретик, всегда представляет, во что его идея могла бы воплотиться в будущем. Как думаешь, какие перспективы у вашей работы? — Я-то уже нарисовала себе в воображении целые «умные города» и людей, могущих мысленно сливаться с мировой информационной сетью.

— Мы могли бы создать новые устройства, — отвечает начинающий ученый. — Современные уже уперлись в элементарную электродинамику, уже ничего нельзя придумать, а наша разработка, возможно, позволит перешагнуть тот порог, которого сейчас достигла прикладная физика.

Стоит отметить, что труды волгоградских ученых высоко оценили на разных уровнях. Так, их проект получил несколько грантов: Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований (совместный грант с регионом), Швейцарского национального научного фонда и другие.

Счастье не в деньгах, а в котиках

Раньше утверждение, что кошки лечат, считалось чем-то вроде поверья. Волгоградские ученые доказали, что усатые-полосатые на самом деле так могут.

Есть такая современная поговорка: нравиться всем могут только котики. И тут не поспоришь. Идут века, сменяются поколения, а они по-прежнему заставляют суровых бородатых мужиков превращаться в сюсюкающих мальчиков, а степенных дам — азартно носиться по дому, посылая коту пасы игрушечной мышью. Давным-давно люди заметили, что если ты расстроен — погладь любимца, и станет легче; подскочило давление — скорей возьми усатого на ручки; что-то болит — сейчас придет кот, ляжет на это место, и все пройдет. Феномен был, а объяснения ему как такового — нет. Секрет «котопанацеи» раскрыла волгоградка Ксения Ряскова, магистрант кафедры биологии института естественных наук ВолГУ.

КОТИК ВМЕСТО КОРВАЛОЛА

Как-то вечером Ксения лежала дома на кровати в обнимку со своим котом Аксом. Поглаживая довольно мурчащего питомца, она вспомнила известное утверждение о том, что кошки лечат. «Интересно, а как именно они воздействуют на организм человека?», подумала Ксения и решила провести исследования.

Дело было год назад, осенью 2015-го. Сейчас у девушки уже готовы статистические данные и определенные выводы. Помогала ей, конечно, научный руководитель, доцент кафедры биологии института естественных наук ВолГУ Галина Севрюкова.

— Когда Ксения пришла ко мне со своей идеей, это было неожиданно. Сразу встал ряд вопросов. Во-первых, если в исследовании используются животные, они должны иметь ветеринарный паспорт. Во-вторых, не каждое животное спокойно может реагировать на большое количество людей и взаимодействовать с ними, ведь это для него стресс. В-третьих, кошки могут вызвать аллергию у участников эксперимента, это тоже нужно учитывать, — рассказывает Галина Александровна. — В итоге мы решили действовать по-другому.

Ксения записала кошачье урчание и подобрала милые фотографии котиков. Также подобрала группу из 20 студентов — девушек и парней, которым предстояло стать подопытными. Но в таком исследовании быть жертвой эксперимента приятно.

Для начала всем участникам измерили давление, пульс и так называемый индекс напряжения (или индекс Баевского, если говорить упрощенно, он показывает, насколько напряжены системы, регулирующие деятельность сердца) с помощью диагностического комплекса «Валента». Затем дали посмотреть фотографии котиков и послушать их мурлыкание, после чего измерили все показатели еще раз. Процесс назвали по-научному: аудиовизуальное воздействие на основе фелинотерапии (то есть лечения кошками).

Результаты оказались весьма ощутимыми: у людей снижалось давление, замедлялся пульс и падал индекс напряжения. Выяснился и еще один интересный факт — девушки и парни релаксируют с разными результатами. Так, систолическое давление у студенток понижалось на 7 пунктов, а у юношей — на 3. Диастолическое, напротив, больше падало у парней — 9 против 1.

Ксения Ряскова признается, что такие результаты удивили. Милота милотой, но того, что созерцание усатых мордашек вызывает реальные физиологические изменения у человека, не ожидали.

В общем, если шеф устроил вам головомойку, соседи врубили дрель в воскресенье в 8 утра, бросил парень или российская сборная снова показалась на футбольном поле, скорей берите котика и гладьте, гладьте.

ОДНО «МУР» УБИВАЕТ ВСЕ НАВЯЗЧИВЫЕ МЫСЛИ

 Как объяснить этот феномен? Ну понятно, что кот мягкий и теплый, но ведь если вам плохо, меховой плед и грелка от печали не избавят. А Мурка может.

Каждому знакома ситуация, когда какая-то мысль или обида накрепко заседает в голове, и ты потом гоняешь ее по кругу, снова и снова вспоминая о неприятном моменте, переживая уже ушедшую ситуацию. Порой это превращается в какой-то рефлекс и начинает происходить неосознанно, само собой. Тут-то и появляется кот-супергерой. Он врывается в хаотичную массу воспоминаний, эмоций и наводит там порядок.

— Человек концентрируется на приятном — кошачьем мурчании, фотографиях — и реакция на внешние раздражители снижается, вместо негативных возникают позитивные ассоциации, — объясняет Галина Севрюкова. — Дело в том, что при стрессе у человека возникают временные связи, которые зацикливаются и из которых потом очень сложно вырваться. Отвлекаясь на такой мощный положительный фактор как любимое животное, человек разрушает эти связи. Кроме того, предположительно кошачье урчание изменяет фокус доминирующей активности подкорковых нейронов, вызывая функциональные сдвиги в нужном направлении.

Наверное, дело в том, что кот живой. Этим он выгодно отличается от пледа. Пусть это и наглая морда, но такая милая. Она всегда молча выслушает и не ляпнет глупость; рассмешит, составит компанию в любой авантюре, поможет сервировать стол и даже внесет креатива в ремонт и гардероб.

МАСШТАБЫ ИССЛЕДОВАНИЙ РАСТУТ

Ксения уже опубликовала свое исследование в электронном научном журнале «Интеграция наук», но самая ответственная работа еще впереди.

— Мы хотим продолжить исследования, привлечь от 50 до 100 человек и попробовать использовать настоящих животных. Разумеется, с соблюдением всех этических норм. Посмотреть качество реакций, сравнить результаты. Нужно будет также посмотреть реакцию на взаимодействие с кошками путем электроэнцефалографии и реоэнцефалографии, — Ксения полна энтузиазма.

Ее научный руководитель видит в этой работе большой потенциал. Так, Галина Севрюкова считает, что можно бы было, привлекая котиков, помочь адаптироваться в социуме детям-инвалидам:

— С 1 сентября во всех школах ввели новый стандарт — инклюзивное образование. Все центры социализации для детишек с особенностями развития имеют психолого-педагогическую направленность, а физиологический аспект адаптации малоизучен. Мы хотели бы проверить, как ребята приспосабливаются в детском саду, в школе, на первом курсе вузов, и в то же время предложить мероприятия для сохранения положительной динамики здоровья. Они должны быть простыми, но эффективными. Кошки для этого очень подходят.

Кстати, известно, что вибрация на определенных частотах по-разному влияет на организм. Мурчание звучит в диапазоне 25-150 Гц, в основном 25-50. Именно такая частота способствует заживлению переломов, при 120 Гц активнее восстанавливаются сухожилия, а в пределах от 100 до 150 Гц — расслабляются и регенерируют мышцы. Эти данные также приводятся в научной статье Ксении Рясковой.

Электросети без аварий: ученые из Волгограда придумали, как обезопасить ЛЭП от повреждений

«Комсомолка» продолжает рассказывать о идеях, которые рождаются в наших вузах, но могут изменить мир

Вокруг нас есть множество вещей, к которым все давно привыкли и сложно представить, что в них может скрываться огромное поле для научной работы и плодотворное зерно прогресса. К примеру, электроснабжение. Мы вовсе не обращаем внимания на подстанции, лампочки, кабели дома и на работе. Кажется: что нового тут можно придумать? Ученые из ВолгГТУ таким вопросом не задаются. Они уже придумали, и, возможно, благодаря их разработкам уже в обозримом будущем мы сможем забыть об авариях на ЛЭП, которые могут погрузить во тьму целые города.

ТОЧНЕЙ, ЕЩЕ ТОЧНЕЙ

Буквально прошлой зимой без света остались несколько районов области — провода обледенели и оборвались. Конечно, специалисты сразу едут на место аварии и стараются быстрее все исправить, но, как выяснилось, обнаружить сам порванный кабель — не так-то просто.

— Из-за большой протяженности линий электропередачи, их разветвленности сигнал, который поступает с места аварии на диспетчерский пункт, нужно еще правильно интерпретировать, — объясняет доцент кафедры электротехники Алексей Шилин. — На практике это приходится делать оперативным выездным бригадам. Они тратят время, чтобы обнаружить именно ту точку, где случилось ЧП, а при этом отсутствие света наносит экономический и даже экологический ущерб.

Сейчас группа ученых трудится над проектом «Умные опоры». Неизменный наставник для них — заведующий кафедрой, автор многих работ на тему интеллектуальных электрических сетей Александр Шилин. Из названия проекта уже понятно, что речь идет об опорах ЛЭП — их «начинят» множеством приборов, измеряющих магнитные поля и показатели при разных режимах работы. Благодаря этому возвращать свет в дома и на предприятия можно будет гораздо быстрее.

Конечно, было бы странно, если бы ребята и преподаватели пытались усовершенствовать систему, не трогая ее составные части. В рабочей аудитории — множество приборов, модели линий электропередачи. На них тестируют устройства, собирают данные о влиянии погоды и других факторов.

РАДИ НАУКИ — В МОРОЗ НА КРЫШУ

Надежде Артюшенко, старшему преподавателю, только 24 года, но она уже провела огромную работу и продолжает с завидным энтузиазмом совершенствовать самый обычный прибор — рефлектометр.

— А что именно вы в нем пытаетесь улучшить? — интересуюсь я, разглядывая с виду незамысловатый, но совершенно мне непонятный предмет.

— Моя задача — повышение метрологических характеристик… — начинает Надежда, но, встречая мой озадаченный взгляд, улыбается и «переводит»: — С помощью рефлектометра мы пускаем импульс по линии. Если она исправна, он свободно проходит, а если повреждена, сигнал отражается, мы измеряем расстояние до места, где находимся и так вычисляем место аварии. Прибор позволяет обнаруживать повреждение дистанционно и он достаточно точный, но есть такое понятие как методическая погрешность. Параметры сети меняются в зависимости от погоды, температуры, соответственно меняются координаты, а в рефлектометр заложена одна и та же формула с одними и теми же показателями для любых условий.

Чтобы улучшить прибор, Надежда измеряет параметры электросетей при дожде, ветре, морозе, жаре, подставляет их в формулу, позволяя точнее вычислять расстояние до проблемного участка.

С интеллектуальными способностями молодых ученых все в порядке, а вот с полевыми испытаниями проблема: просто так к высоковольтным линиям никто их не допустит. Нужен долгий процесс переговоров и дар убеждения. Так что пока свои идеи элктротехники тестируют в основном на моделях. Правда, иногда жажда эксперимента берет свое.

— Да… Как-то наш студент зимой в мороз забирался на крышу и там натягивал провода, чтобы посмотреть, как меняются параметры при обледенении, — флегматично замечает Александр Шилин.

— На крышу университета? — удивляюсь я.

— Не-ет, своего дома.

Я удивляюсь еще больше.

Кстати, аспирант этой же кафедры Сергей Дементьев как раз разрабатывает систему контроля состояния воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше.

— Это исследование актуально, в первую очередь, для линий, эксплуатирующихся в условиях экстремальных гололёдно-ветровых нагрузок, а также в условиях дефицита пропускных мощностей существующих ЛЭП, который характерен для крупных развивающихся энергоёмких промышленных и агротехнических кластеров. То есть предприятиям требуется много мощности, но линий для передачи этой мощности мало,  -поясняет он.

Его работа продолжает исследования Алексея Шилина, который тоже занимается проблемой не один год.

БЕЗОПАСНОСТЬ — НАРОДУ, МИЛЛИАРДЫ — В БЮДЖЕТ

— Почему вас всех так захватила эта тема? — спрашиваю я у ученых, обращаясь в основном к их вдохновителю, Александру Шилину.

— Как почему? Это очень актуально. Последние года энергоситема нашей страны практически не развивалась, она серьезно устарела морально и физически, идут огромные потери на линиях, до 40%. Система интеллектуальных сетей — за рубежом называется Smart Grid — позволит автоматически выявлять самые слабые участки, предотвращать аварии и снизить потери. Самое главное — для этого не нужно менять сами сети, достаточно лишь установить дополнительное оборудование.

Если все это воплотить в жизнь, увеличить пропускную способность ЛЭП, мы не только забудем о том, что можно сидеть без света целый день. По оценкам экспертов, можно будет экономить до 35 миллиардов кВт/ч в год (столько вырабатывают за тот же период несколько электростанций), уменьшить потребность в новых мощностях и сэкономить примерно 35 миллиардов долларов на вложениях в распределительные и магистральные сети.

Обсудить

В комментариях недопустимы и будут удалены: реклама, оскорбления, клевета, любые нарушения законов РФ.