Ноу-хау: в Украине придумали, как сделать взрыв полезным для производства

Сегодня нашими героями стали выпускницы днепропетровского Химико-экологического лицея Настя Рудая и Маша Леонова. Они придумали метод, благодаря которому улучшили многое из того, что использует человек, — от фильтров для воды до новых источников электроэнергии, пишет Сегодня.

По словам Маши и Насти, они даже представить не могли, что станут изобретательницами и всерьез будут заниматься химией. "В учебе мы никак не выделяли ее на фоне остальных предметов", — с улыбкой рассказывают изобретательницы. Так продолжалось до тех пор, пока каждая из них не решила пойти учиться в профильный лицей (кстати, именно там девушки и познакомились). "Когда для поступления я засела за учебники по химии и другую литературу, пожалела, что не уделяла ей много внимания, — рассказывает Маша. — В процессе подготовки я открыла для себя столько всего интересного, о чем нам, к сожалению, не рассказывали в предыдущей школе". То же самое подумала в тот момент и Настя. Ну, а уже во время учебы в лицее педагогам удалось не только еще больше развить интерес школьниц, но и раскрыть в каждой из них способности "химичить". "За свои успехи мы получили возможность проводить опыты под руководством ученых в лаборатории университета, при котором находится наш лицей", — рассказывают девушки. Все это, по их словам, разожгло желание изобрести что-то свое.

"ВКУСНАЯ" ИДЕЯ.

"Однажды за обедом мы обсуждали варианты, что бы это могло быть. В это время в микроволновке разогревался кусок печенки. Когда мы его оттуда достали, то обратили внимание, что он приобрел причудливую форму. Увиденное было очень похоже на то, как при нагреве кукурузные зерна, "взрываясь", превращаются в попкорн", — рассказывают изобретательницы. Благодаря этому случаю у них тут же родилась идея: если воздействовать микроволновым излучением на порошки (там тоже есть вода), которые используют, например, при изготовлении красок, сорбентов в фильтрах для воды и новых источников электроэнергии — суперконденсаторов ("конкуренты" аккумуляторов), то, вполне возможно, их химические возможности улучшатся. 

ЭФФЕКТ ПОПКОРНА.

Чтобы убедиться в правильности своей гипотезы, юные изобретательницы провели ряд экспериментов под руководством научного руководителя. В качестве "подопытных" они взяли два разных порошка — гидроксида никеля и гидроксида железа, которые перед этим самостоятельно приготовили. Сначала первый из них поместили в микроволновку на одну минуту. "В итоге уже через такой короткий промежуток времени у нас на глазах он начал разбухать. Толщина слоя увеличилась почти в два раза! То же самое мы проделали и со вторым порошком. И получили такие же результаты. Как и в случае с куском печенки, это произошло потому, что вода, содержащаяся в порошках, вскипела и, став паром, разорвала одни его частицы на более мелкие, а другие — "покорежила", как упомянутый попкорн, — рассказывают изобретательницы. — Благодаря "взрыву" увеличилась площадь поверхности частиц порошков. Соответственно, если такие порошки использовать в суперконденсаторах, то на его частицы может осесть больше заряженных частиц, за счет чего увеличится его энергоемкость. Если же речь об изготовлении из них сорбента для фильтра, то, благодаря увеличению площади, он сможет вобрать больше вредных и загрязняющих веществ". 

С разработкой девушки заняли 1-е место на всеукраинском этапе конкурса "Intel-Эко Украина" и 2-е на Балтийском инженерно-научном конкурсе в России. Также им удалось выиграть бронзовую медаль на международном конкурсе "Олимпиада гениев", который проходит в США. 

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Александр Андрийко, доктор хим. наук, профессор, завкафедрой общей и неорганической химии НТУУ "КПИ": 

"Работа Маши и Насти произвела на меня позитивное впечатление. Во-первых, они выбрали актуальную тему для химических технологий — получение высокодисперсных порошков (состоящих из мелких частиц), в которых сейчас есть большая необходимость. Во-вторых, разработанный ими метод —оригинальный и имеет широкий спектр применения. Например, благодаря ему можно улучшить характеристики различных электротехнических устройств, усовершенствовать производственные процессы, к примеру, изготовление пищевых порошков. И, в-третьих, мне понравился их грамотный подход к делу. Ведь для того, чтобы приготовить порошок с улучшенными химическими свойствами, важно было подобрать оптимальные условия для этого (например, время нагрева). И они справились с этим заданием, изготовив несколько образцов порошка при разном времени нагрева и изучив их свойства. 

Однако я бы все же посоветовал Маше и Насте дальше развить свою работу. Например, стоит еще раз убедиться в универсальности метода. Изобретательницы проверили пока что позитивное влияние улучшенного порошка (гидроксида никеля) на работу суперконденсаторов. Однако пока непонятно, подойдет ли этот порошок для изготовления аккумуляторов. Вполне возможно, что при нагревании он может стать менее химически активным. Если для суперконденсатора потеря этого параметра не так важна, то для аккумуляторов — наоборот, ведь именно он позволяет им заряжаться и разряжаться. Также стоило бы расширить спектр "подопытных" порошков, взяв гидроскиды других металлов, а не только никеля и железа".