Наука молодая
Любой вуз, а тем более университет должен не только обучать студентов, но и заниматься научной работой. В Березниковском филиале Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) исследовательская работа начинается с первого курса. И даже раньше. Ещё со школьной скамьи будущие студенты сотрудничают с преподавателями БФ ПНИПУ, работают в университетских лабораториях, пишут работы и выступают с докладами.
С 2005 года в филиале, в то время технического университета, проходят «Дни науки». Одним из главных мероприятий таких дней является Всероссийская конференция студентов и молодых учёных. О некоторых работах, представленных на конференции в апреле этого года, расскажем сегодня на страницах «Новой городской» газеты.
Что смягчает «Calgon»?
Работа под названием «Исследование процесса умягчения воды с помощью бытовых веществ» произвела на участников конференции настолько сильное впечатление, что по единодушному решению была удостоена первого места.
И это несмотря на то, что её авторы ещё учатся в школе. Ульяна Аноприенко и Виктория Филиппова в этом году закончили десятый класс гимназии №9. Под руководством Олеси Рахимовой, кандидата технических наук, доцента кафедры «Химическая технология и экология» школьницы проанализировали, насколько эффективны в борьбе с накипью стиральные порошки и средства, навязанные нам телевизионной рекламой.
Наверное, даже те из нас, кто совершенно далёк от химии с физикой, уже усвоили, что надо добавлять в машину-автомат при каждой стирке. А иначе жди неприятностей.
На всякий случай напомним, что корень зла, который вроде бы пытается уничтожить рекламируемый товар, называется очень просто – накипь. Даже её самый тонкий слой создаёт большую проблему: значительно сокращается срок службы нагревательного элемента. А эта штука в той же стиральной машине – один из главных элементов.
Чтобы уменьшить накипь или исключить её вовсе, воду надо смягчить. Вот школьницы и проверили на эффективность различные смягчители воды. В ассортимент испытуемых вошли: «Calgon2 в 1» (самое дорогое и самое рекламируемое средство), «Мастер блеск» (самое дешёвое средство), «Alfagon» (среднее по цене средство) и стиральный порошок из разряда недорогих «Миф» (в состав современных порошков входят компоненты от накипи).
В общих чертах суть исследования состояла в следующем. Раствор воды и испытуемых веществ нагревали до температуры 40, 60 и 90 градусов Цельсия, и через 15 минут ожидания нагрев повторяли. И так 10 раз. После каждого цикла нагрева кипятильник доставли, сушили и взвешивали.
Результаты показали, что при 40 градусах применять «Мастер блеск» нежелательно.
При температуре 60 градусов средства «Мастер блеск» и самый дорогой «Calgon» не только не справляются с задачей, но и ухудшают результат.
При температуре 90 градусов с худшей стороны проявили себя опять же «Мастер блеск» и «Calgon». Среднее по цене средство «Alfagon» в этих условиях действует как смягчитель – самое низкое количество накипи, которая образовалась за 10 циклов. Однако из рисунка видно, что недорогой стиральный порошок «Миф» лишь немногим уступает «Alfagon».
Вывод, который сделали исследователи-школьницы, заключается в том, что порошок «Миф» достаточно эффективно защищает от накипи стиральную машину, поэтому не нуждается в добавках разрекламированных умягчителей воды.
Нанотехнологии совсем рядом
На конференции второе место было присуждено докладу студентки 4-го курса Евгении Греховой.
Предмет её исследования сами преподаватели университета относят к области нанотехнологии.
Научный руководитель студентки Сергей Лановецкий, доктор технических наук, доцент кафедры «Химическая технология и экология» так популярно описал суть исследования: «Студентка работает в направлении исследования свойств кристаллов. Если всё пойдёт хорошо, то мы сможем получить продукт заданного качества. И его не придётся покупать в Германии. Таким образом может быть решена проблема импортозамещания».
Искомый продукт используется на оборонном предприятии «Элеконд» в Удмуртии. Его применяют при производстве конденсаторов, которые широко используются в современной микроэлектронике.
«То, что я сейчас скажу, относится к будущему. Но научные работы, подобные той, что провела Евгения Грехова, позволяют в это будущее заглянуть и даже его приблизить, – говорит заместитель директора филиала по науке Николай Нечаев. – Что такое конденсаторы нового поколения? Представьте себе батарейку обычного размера. Её ёмкость настолько огромна, что позволяет обеспечивать электричеством целый городской район. Сейчас такие исследования проводятся. Работа нашей студентки как раз и совпадает с этим направлением научных поисков».
От чего чистят воду фильтры?
Третьей место в конкурсе научных докладов досталось «Исследованию процесса очистки воды с помощью бытовых фильтров-кувшинов». Похоже, как и в случае с «Сalgon», жюри оценили стремление авторов проверить расхожие потребительские штампы.
Авторы работы – Диана Спирина и Валерия Шварёва также учатся в гимназии №9.
Прежде всего был проведён социологический опрос, чтобы определить, каким образом березниковцы предпочитают чистить водопроводную воду. Выяснилось, что самым распространённым способом очистки в домашних условиях являются фильтры-кувшины. Ими пользуется почти 60 процентов опрошенных.
Далее были определены самые популярные марки. Свойства трёх их них и были изучены. Это фильтры-кувшины «Аквафор», «Гейзер», «Барьер».
На следующем этапе были изучены свойства водопроводной воды в нескольких точках города: в районе площади Юбилейной, магазина «Северный», строительного техникума и самого филиала ПНИПУ. Выяснилось, что показатели воды практически везде одинаковы. Отсутствует хлор и железо, кислотно-щелочной уровень соответствует норме. Чего не скажешь о показателях жёсткости воды. Они превышают допустимые значения, как известно вода в Березниках относится к очень жёсткой.
С задачей очистки воды от хлора все фильтры справились на 100 процентов. Для этого через них пропускали воду с растворенной в ней «Белизной». Чего не скажешь о способности фильтров устранять жёсткость. При заявленном производителями ресурсе 300-350 литров пропущенной воды, эффект от применения фильтров резко снижается уже на отметке 110 литров. Причём такое ухудшение свойств отмечено для всех испытуемых моделей фильтров-кувшинов.
Авторы работы сделали вывод, что для жёсткой березниковской воды ресурс сменных картриджей занижен в 2,6 раза. Впрочем, производители об этом предупреждают, так как на упаковке всех фильтров есть надпись: «Количество очищенной воды зависит от жесткости». Однако потребитель, приобретая сменный картридж для фильтра-кувшина, понятия не имеет, какой жёсткости воды течёт из его крана. Он верит надписи на упаковке «Ресурс 350 литров». А о том, что на самом деле ресурс втрое ниже, продавцы ничего не говорят.
Кстати
Как студенты помогли изучить преступность
Кроме сугубо теоретических работ, студенты березниковского филиала политехнического университета пишут и практические исследования, которые успешно применяются на практике.
К примеру, студентка 3 курса Василиса Лыскова разработала компьютерные программы для березниковской полиции. Они позволяют вести картографический анализ уличной преступности. То есть стражи порядка имею возможность оценить состояние порядка в городе очень быстро и наглядно: в какое время, в каком районе города было совершено то или иное преступление. Таким образом можно сделать вывод, к примеру, о самых криминогенных точках Березников и о самом опасном времени суток.
Как пояснил нашей газете Андрей Затонский, заведующей кафедрой автоматизации технологических процессов (именно на той кафедре и учится студентка Лыскова), в прошлом году аналогичная работа была сделана по заказу березниковской ГИБДД. Дорожным полицейским понадобилась программа, чтобы «привязать» ДТП, розыск угнанных автомобилей к карте города. В результате, снизилось отрицательное влияние человеческого фактора при учёте такого рода происшествий. Повысились скорость, наглядность и, в конечном итоге, точность аналитической работы.
(«Новая городская газета», 18 июня 2015 г).
На снимке: награжденные за лучший научный доклад.
