Официально


Минобрнауки утвердило контрольные цифры приема аспирантов на бюджетные места в научные организации, подведомственные ФАНО, на 2019/20 учебный год, сообщает пресс-служба агентства.

Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки прекратила действие лицензии Московского областного гуманитарного института.

Президент России подписал закон «О внесении изменений в ФЗ «О физической культуре и спорте в РФ», который уточняет правовой статус студенческих спортивных лиг и Российского студенческого спортивного союза.

Премьер-министр Дмитрий Медведев подписал распоряжение об обеспечении деятельности Российской Антарктической экспедиции на 2018-2022 годы. Оно опубликовано на сайте правительства и доступно по ссылке.




Новости № 16(2018)

Регионы


Студенты Дальневосточного федерального университета завоевали высшую награду Национальной Модели ООН 2018 на международной конференции в Нью-Йорке.

В Томском государственном архитектурно-строительном университете состоялись выборы ректора. По итогам голосования руководителем вуза избран действующий ректор Виктор Власов.

Ярославский госуниверситет и Мос­ковский технический университет связи и информатики заключили договор об образовательном и научно-техническом сотрудничестве.

СНГ


Интердайджест


Останки гигантской морской рептилии, которым 205 миллионов лет, найдены на юго-западе Англии. Они принадлежат 25-метровому ихтиозавру (или рыбоящеру) - животному, размером с голубого кита.

NASA запустило новый аппарат для поиска экзопланет. С подробностями - NASA News Release.

Один из символов австралийской фауны, млекопитающее семейства хищных сумчатых, страдает от заразного злокачественного заболевания, которое называется лицевая опухоль тасманийского дьявола...


Комиссия по охране памятников искусства и старины постановила создать из Кремля “акрополь и пантеон русского искусства”. Сюда переводятся все национальные, исторические и художественные ценности республики, все памятники искусства и древности в случае, если им будет угрожать опасность. На работы по реставрации Кремля отпущено 450 тыс. руб. Приостановлены работы по восстановлению старинных фресок Успенского собора как не отвечающих требованиям художественной реставрации.
















Отнять и изучить. Лазерное излучение раскрывает тайны вещества.
Наука
№ 49(2017)

08.12.2017



Заведующая лабораторией макрокинетики неравновесных процессов кандидат физико-математических наук Екатерина БАРМИНА из Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН с легкостью заставляет жидкости “выпускать пар”. Нет, это не банальное испарение, а распад вещества с образованием составляющих элементов, которые выходят в виде газов. Для этого молодой ученый зажигает факелы, и не простые, а наноплазменные. Более того, Бармина умеет объединять их. Все очень просто, считает молодой ученый, - достаточно направить лазерный луч в нужное место. Кстати, такая технология поможет решить и некоторые энергетические проблемы, например, получить большое количество самого легкого горючего - водорода. Недаром девушка в очередной раз получает на свои исследования грант Президента РФ.

- Екатерина Владимировна, чем интересна ваша тема? 

- Лазерная абляция твердых тел в жидкостях - это один из методов генерации разных наночастиц. Слово “абляция” происходит от латинского ablatio, что значит “отнятие”. В общем случае это - удаление материала мишени под действием лазерного излучения. В наших экспериментах лазерный пучок фокусируется на твердой мишени, погруженной в жидкость. При плотности энергии, превышающей порог плавления материала мишени, на ней возникает тонкий слой расплава, который под давлением паров окружающей среды распыляется в окружающую жидкость в виде наночастиц. В качестве жидкостей обычно используется вода, широко применяются и органические растворители, например, спирты. 

При лазерной абляции твердых тел в жидкостях над мишенью образуется плазменный факел. При воздействии инфракрасного лазерного излучения на коллоидные растворы наночастиц возбуждение плазмы происходит вокруг отдельных наночастиц в области перетяжки пучка, где его диаметр минимален. Если интенсивность падающего излучения достаточна для нагрева наночастицы до температур в несколько десятков тысяч градусов, то возможна ионизация части атомов. Когда плотность электронов достигает критического значения, достаточного для развития электронной лавины, происходит образование плазмы, которая называется “наноплазмой” благодаря своей локализации в небольшой области в окрестности наночастицы. 

При определенных экспериментальных условиях (высокая частота следования импульсов) возможно объединение плазменных факелов, возникающих на отдельных наночастицах. В таких случаях в жидкости происходит лазерный пробой - сильный перегрев и ионизация внутри пучка. В результате как в рабочей жидкости, так и в самой мишени происходят химические изменения состава.

Недавно было установлено, что при воздействии лазерного излучения на водные растворы наночастиц возможно также образование водорода. Он образуется из-за диссоциации воды под действием электронного удара в случае, если энергия электронов составляет более 16 электронвольт. Таким образом, разложение воды не зависит от материала наночастиц, играющих в этом процессе роль примесей, на которых образуется лазерная плазма.

- С какими жидкостями вы работаете? Они имеют научное или прикладное значение?

- Особенность проекта - генерация молекулярного водорода из спиртов. Известно, что, например, ряд стран Южной Америки имеет огромные запасы метанола, который они производят из древесины с помощью перегонки. Проводились исследования по спиртосодержащим жидкостям, и выяснилось, что максимальное выделение водорода происходит как раз при лазерном облучении жидкого метанола. На других спиртах -  например, изопропаноле и этаноле - меньшие скорости генерации водорода. Но во всех этих случаях выход водорода на порядок больше по сравнению с лазерным облучением воды. Поэтому, рассматривая прикладное значение исследований проекта, основной упор стоит делать именно на изучении процессов взаимодействия лазерного излучения с органическими жидкостями. 

- Почему вы решили заняться конкретно этой темой? 

- Большая часть используемой человечеством энергии получается при переработке угля, нефти или природного газа. Это приводит не только к истощению природных ресурсов, но и к загрязнению окружающей среды. Поэтому сегодня актуален поиск экологически чистого энергоносителя, высокоэффективного и дешевого. В идеале это вещество должно быть легкодоступным и неисчерпаемым как ресурс. Это объясняет интерес к водороду как к альтернативному источнику энергии. 

Самое перспективное применение водорода в энергетической сфере -  использование его в электрохимических устройствах, топливных элементах. На мой взгляд, будущие исследования должны быть нацелены в основном на поиск альтернативных источников водорода. 

Сейчас самым эффективным считается метод паровой конверсии природного газа. Этим способом производятся примерно 90-95% всего водорода. Другие методы - газификация угля, электролиз воды, получение водорода из биомассы.

Цель нашего проекта - исследование нового, потенциально возможного способа получения водорода, основанного на принципе выделения газов при облучении воды и органических спиртов ионизирующим излучением плазмы, которая возникает при лазерном облучении жидкостей. 

В качестве источников мы используем лазеры наносекундной длительности (фиксированная длительность импульса - 10 наносекунд) с высокой энергией в импульсе - от 2 до 700 мегаджоулей, различной частотой повторения - от десяти до десяти тысяч герц. Для того чтобы возникал лазерный пробой, необходима мощность лазерного излучения в один импульс от ста тысяч до ста миллионов ватт. Поэтому для проведения экспериментов подходят не все лазерные источники. 

Еще раз напомню: лазерный пробой - это возникновение электронной лавины и плазмы в среде под действием лазерного излучения. Сфокусированное лазерное излучение взаимодействует с наночастицами, которые находятся в жидкости (коллоидном растворе), те, в свою очередь,  поглощают излучение и начинают плавиться. Вокруг жидкой наночастицы из-за разницы температур и давления возникает парогазовая оболочка, которая ионизируется под действием лазерного пучка, другими словами, возникает электронная лавина, то есть появляются свободные электроны. Это и есть плазма. Типичный пример лазерного пробоя показан на рисунке 1.

- Что представляют собой сеансы эксперимента? Как часто их проводите, что узнаете каждый раз?

- В экспериментах мы используем различные лазерные источники, их излучение взаимодействует с органическими жидкостями и водой. Для регистрации водорода и кислорода используем амперометрические датчики, принцип действия которых основан на потенциале восстановления ионов. Эксперимент выглядит следующим образом. Стеклянная кювета заполняется жидкостью. Дно кюветы - прозрачное плоское стекло, через которое лазерное излучение проходит в рабочий раствор. Перед кюветой находится линза, фокусирующая пучок. В перетяжке лазерного излучения возникают пробой и затем диссоциация молекул жидкости под действием электронного удара плазмы на наночастицах в жидкости. 

Датчики кислорода и водорода находятся сверху - после прохождения выделяемых газов через азотную ловушку. Ловушка нужна для того, чтобы провести селекцию газов, так как при лазерном облучении органических жидкостей кроме водорода и кислорода также выделяются этилен и другие органические газы. Схема установки представлена на рисунке 2.

В рамках одной серии экспериментов, которая длится в среднем неделю, мы исследуем зависимость парциального давления выделяемых газов от концентрации наночастиц, плотности энергии лазерного излучения и рода жидкости.

- Есть ли у вас представление о предстоящих результатах? 

- Почти за год выполнения проекта мы получили результаты, не только касающиеся генерации водорода и кислорода в различных органических жидкостях, но также данные по образованию перекиси водорода в воде. Здесь следует отметить, что при диссоциации воды происходит выделение молекулярного водорода и атома кислорода, которые впоследствии объединяются до молекулярного кислорода. Таким образом, соотношение (стехиометрический состав) между водородом и кислородом должно составлять 2:1. 

В ряде экспериментов было несоответствие стехиометрии между выделяемыми водородом и кислородом. Поэтому мы предположили, что часть кислорода идет на формирование других химических продуктов при лазерном воздействии на воду. В результате установили, что в самой рабочей жидкости образуется перекись водорода. С одной стороны, это ожидаемый результат, так как известны эксперименты по производству перекиси в воде под действием УФ-излучения, с другой, - в нашем случае происходит диссоциация молекул воды при лазерном пробое. Этому есть объяснение. Часть формирующейся плазмы имеет энергию электронов близких к ультрафиолетовому диапазону, поэтому появляются условия для образования перекиси водорода. 

Второй результат работы - это экспресс-анализ лазерных пробоев на основе регистрации их интенсивности и фотосъемки. При определенных интенсивностях происходит максимальное выделение молекулярных газов. Это помогает быстро оптимизировать параметры эксперимента (фокусировка, частота следования импульсов, концентрация наночастиц) и достичь наилучших результатов.

Фирюза ЯНЧИЛИНА

Иллюстрации предоставлены Е.Барминой

 


 

Отзывы

Чтобы оставить отзыв необходимо авторизоваться или зарегистрироваться



 

Статьи на тему

Разминка для ума. От “игры в бисер” - к реальным проблемам робототехники и нейротехнологий.
Руководитель Научно-образовательного центра “Системы искусственного интеллекта и нейротехнологии” Саратовского государственного технического университета им. Ю.А.Гагарина профессор Александр ХРАМОВ и его научный коллектив стали обладателями крупного гранта РНФ по Президентской программе исследовательских проектов. /№ 16(2018)
Как ключ к замку. Новый метод доставки лекарств в разы увеличит их эффективность.
Ученые все искуснее применяют нанотехнологии в самых разных сферах. То, что они делают, иногда кажется настоящей фантастикой. Например, использование наночастиц для адресной доставки лекарств к больным клеткам. /№ 16(2018)
А орешки не простые… Позолоченные наношарики - универсальное оружие в борьбе с больными клетками.
Нанотехнологии становятся все сложнее. Скажем, нанокомпозиты для диагностики болезней и лечения покрывают сложной органикой - антителами и молекулами-репортерами. Основой для этого служат “шипастые” нанозвездочки или похожие на орешки нанооболочки... /№ 16(2018)

Новости


В вузы Минобороны РФ с 1 сентября этого года начнут набирать сирийских граждан. Об этом на Ялтинском международном экономическом форуме сообщила член Совета федерации от Крыма Ольга Ковитиди.



Государства-члены Организации черноморского экономического сотрудничества приняли Московскую декларацию по образованию, сообщает пресс-служба Минобрнауки. Документ содержит основные подходы к взаимодействию стран в сфере образования и дальнейшему обмену опытом развития образовательной среды.



Совет по науке при Минобрнауки выступил с заявлением, в котором выражена глубокая обеспокоенность в связи с внесением в Госдуму законопроекта «О мерах воздействия (противодействия) на недружественные действия США и (или) иных иностранных государств». Члены совета считают, что предложенные в законопроекте меры могут нанести существенный ущерб развитию российской науки и технологий.



Россия должна привлекать на работу лучших ученых и продолжать взаимодействие с международными научными организациями. На решение этих задач направлены поручения Владимира Путина, которые он дал по итогам заседания Совета при Президенте РФ по науке и образованию и встречи с учеными Сибирского отделения РАН, прошедших в феврале 2018 года.



Российские студенты завоевали Кубок мира и четыре медали из 13 на престижном мировом чемпионате по программированию ICPC, финал которого прошел в Пекине. Отличились команды из МГУ им. М.В.Ломоносова, МФТИ, ИТМО и Уральского федерального университета, информирует ТАСС.

Глава Минобрнауки Ольга Васильева провела рабочих встреч с министрами профильных ведомств на Московском международном салоне образования. По итогам встреч были подписаны меморандумы о сотрудничестве в сфере высшего образования РФ с Республикой Бурунди и Государством Палестина.

Работодатели и образовательные организации могут проверять подлинность свидетельств о признании иностранного образования или квалификации иностранных работников и абитуриентов через электронный сервис «Реестр выданных свидетельств», размещенный на сайте Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки.

Конференции


II Всероссийская научно-практическая конференция “Совершенствование системы взаимодействия Российского фонда фундаментальных исследований и субъектов Российской Федерации в вопросах проведения региональных и молодежных конкурсов”

Пятая конференция разработчиков российских операционных платформ «OS DAY. Надежность» состоится 17-18 мая 2018 г. в Москве, в главном здании Российской академии наук. Основной темой для обсуждения среди теоретиков и практиков системного программирования и разработки ОС станет вопрос надежности. Участники рассмотрят методы проектирования и разработки надежных платформ, инструментальные средства обеспечения надежности программно-аппаратных систем как на этапе разработки, так и на этапе эксплуатации.

Центр научно-информационных исследований по науке, образованию и технологиям ИНИОН РАН совместно с Институтом экономических стратегий проводят МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ СЕМИНАР ПО НАУКОВЕДЕНИЮ И НАУКОМЕТРИИ

Текущие конкурсы


Российский научный фонд объявляет о начале приема заявок на инфраструктурный конкурс Президентской программы исследовательских проектов

Конкурс 2018 года на лучшие научные проекты междисциплинарных фундаментальных исследований по теме “Большие данные в постгеномную эру” (“мк”)

Конкурс 2018 года на лучшие научные проекты междисциплинарных фундаментальных исследований по теме “Правовое регулирование геномных исследований” (“мк”)

Конкурс 2018 года на лучшие научные проекты междисциплинарных фундаментальных исследований по теме “Модели правового регулирования международного научно-технического сотрудничества и международной интеграции России” (“мк”)

Конкурс 2018 года на лучшие научные проекты междисциплинарных фундаментальных исследований по теме “Трансформация права в условиях развития цифровых технологий” (“мк”)

Вакансии


13.04.2018
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Московский физико-технический институт (государственный университет)” объявляет конкурс на замещение должностей педагогических работников, относящихся к профессорско-преподавательскому составу

02.03.2018
объявляет конкурс на замещение вакантных должностей:

17.11.2017
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) объявляет конкурс на замещение вакантной должности...




опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




Copyright 2010
Главная страница   |   О газете  |  Партнеры  |  Команда Поиска  |  Вакансии