×
В печатной версии

В Тюмени исследуют природные атмосферные аэрозоли

19.04.2017
11:48
Исследования должны приблизить ученых к пониманию физики климатических процессов.
Александр Федорец: «Мы скажем новое слово в науке!» || Фото Юрия КОМОЛОВА.

Тюменский ученый открыл капельные кластеры, благодаря которым у человечества появляется шанс более детально изучить природные процессы в атмосферных аэрозолях, повысить точность экологических прогнозов и узнать больше о глобальных климатических процессах. В частности, открытие принесет пользу сельскому хозяйству – появятся новые методы оценки эффективности распыления пестицидов, биологии и медицине – ученые смогут исследовать биохимические процессы в микрокапле – реакторе, объемом, подобном биологической клетке.

В 2003 году мировой науке стали известны капельные кластеры – структуры из мельчайших капелек воды, из которых состоят туманы и облака. Их впервые в лабораторных условиях получил тюменский ученый-физик Александр Федорец. Годы ушли на изучение явления, его свойств и особенностей. Эксперименты проводились совместно с коллегами из Новосибирска и Москвы, Израиля и других стран мира. Теперь представители тюменской науки научились управлять левитирующим (висящем в воздухе) капельным кластером (скоплением), контролировать его состав и размер. 

– Микрокапли рождаются в газовой среде в результате испарения воды. Их размер сопоставим с размером капелек тумана – они идеально сферические и маленькие – диаметром в сотые доли миллиметра, парят в воздухе очень близко от поверхности воды и растут за счет конденсации. Естественный жизненный цикл кластера измеряется минутами, но  с помощью инфракрасного облучения рост капель можно остановить и стабилизировать на многие часы, – рассказывает автор научной работы Александр Федорец, доктор технических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией мик-рогидродинамических технологий Тюменского госуниверситета.

Биохимические процессы, протекающие в воде, вызывают большой интерес в мировом научном сообществе. Но изучать атмосферные аэрозоли, в которых адсорбируются пыль, химические загрязнения промышленных выбросов, микроорганизмы и споры растений, крайне сложно – за гранью технических возможностей. Благодаря новой технологии тюменские ученые воссоздают природные процессы в лаборатории. Под руководством Александра Федорца здесь детально исследуют сложные физико-химические процессы в отдельно взятой микрокапле! 

– Микрокапелька – это своего рода микрореактор. Надеемся в скором времени приобрести специальный микроскоп, который позволит изучать химические реакции в микрокаплях. Мы скажем новое слово в науке. Можно взять каплю, поместить в нее химическое соединение и детально изучить, что  с ним происходит. Будем знать, как ведут себя загрязняющие агенты в атмосфере, о жизнеспособности микроорганизмов внутри капель, о том, что происходит с активным веществом аэрозолей под воздействием ультрафиолета, – поясняет ученый. – Капельные кластеры могут оказаться подспорьем в исследованиях биохимических процессов, происходящих в клетках. Предстоит решить глобальные задачи по использованию их  в сельском хозяйстве, экологии, биологии и медицине.

Ученые нашли механизмы, позволяющие изучать все процессы в капельках в лабораторных условиях под микроскопом. Но  у них остается еще масса вопросов. Поэтому в  ТюмГУ продолжается работа над физико-математической моделью явления. Здесь планируют решить сложнейшую задачу – вывести систему уравнений, точно описывающих основные свойства капельного кластера. 

Физиков притягивает и удивляет его высокоупорядоченная гексагональная структура (однослойные ячейки из семи капель, сложенные в шестиугольник). Как уверил Александр Анатоль-евич, такой порядок возможен только в потоках энергии и вещества, и в этом смысле водный капельный кластер сродни живым организмам. Как говорят, процесс познания мира бесконечен…

КСТАТИ:
■    Проект Тюменского государственного университета по изучению капельных кластеров – передовое исследование международного уровня. Отметим, что вуз является участником программы повышения конкурентоспособности ведущих российских университетов среди мировых научно-образовательных центров, известного как проект «5-100». 
■Комплекс оборудования научно-исследовательской лаборатории микрогидродинамических технологий приобретен благодаря поддержке компании ПАО «НК «Роснефть» в рамках договора о сотрудничестве с ТюмГУ.

Опубликовано: газета, №67 (4358).

Читать больше:

В Тюмени приступили к реализации программы «Социально-эмоциональный интеллект»

Высшие учебные заведения Тюменской области сами решат, какие аспиранты им нужны

236Просмотров
Комментариев

Читать далее

Интенсив ProfBox помог школьникам сориентироваться в выборе профессии.
17 и 18 мая на вопросы горожан будут отвечать специалисты городского департамента образования.
Чемпионат WorldSkills Russia состоится в Краснодаре уже в мае.
Викторина «День Земли» прошла в колледже транспортных технологий и сервиса
В Тюмени состоялась областная выставка детского научно-технического творчества и робототехники.
Свои проекты начинающие дизайнеры представили на выставке «Медицина. Стоматология. Индустрия красоты – 2017».