×
В социальных сетях
В печатной версии

В Тюмени исследуют природные атмосферные аэрозоли

19.04.2017
11:48
В Тюмени исследуют природные атмосферные аэрозоли. Исследования должны приблизить ученых к пониманию физики климатических процессов.. 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).
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

1254Просмотров
Комментарии для сайта Cackle

Читать далее
Олимпиада по геометрии прошла в шестой раз.
Старшеклассники Тюменской области могут попасть в подземные лабиринты УрФУ.
Членистоногие эволюционировали очень медленно.
Психологи прокомментировали результаты опроса.
Что такое "цифровой двойник керна" и зачем он нужен Тюменской области?
На базе редакции обучаются студенты Тюменского государственного университета.
Два проекта из Тюменской области претендуют на победу во всероссийском конкурсе.
Летчик-наблюдатель Тюменской авиабазы Василий Абрамов преподает основы аэродинамики студентам тюменского колледжа.

Опрос
Готовы ли вы отказаться от использования изделий из пластика?
Да, конечно
Мы отказались от полиэтиленовых пакетов
Готовы, если этот пластик опасен для здоровья
Нет, пластик — это удобно
Да, если появится альтернатива пластику
Нет, проблема не в пластике, а в его использовании и утилизации

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы не пропустить главное