Спецпроект "Нобелевские лауреаты": киевлянка придумала, как предотвратить газовые аварии

Это совместный проект "Сегодня" и компании СКМ. В его рамках на протяжении 8 месяцев мы будем рассказывать об оригинальных изобретениях и открытиях украинских школьников и студентов. Лучший из лучших, которого определит наш экспертный совет, получит в качестве поощрения ноутбук. Если вы школьник или студент, у вас есть изобретение, и вы хотите рассказать о себе, пишите на [email protected].

А сегодня нашей героиней стала ученица киевской гимназии №143 Ирина Черний. Она изобрела сверхчувствительный газовый сенсор, благодаря которому можно предотвратить аварии, связанные с утечкой токсчиных газов.

По словам юной изобретательницы, заняться наукой ее сподвигла... музыка. "Когда я начала заниматься игрой на гитаре, меня очень заинтересовало все, что связано с физической природой звука, — рассказывает Ирина. — Именно поэтому я решила написать свою первую научную работу и посвятить ее акустике". Как говорит школьница, несмотря на то, что она ничего не изобретала (работа была теоретической), ей все равно настолько понравилось проводить исследование, что она решила попробовать себя и в других науках. Так, ее следующим научным увлечением стали биомедицинские технологии. "Чтобы совершенствоваться в этом направлении, я посещала лабораторию, где проводились соответствующие исследования. Кроме того, еще и записалась на занятия по биохимии и биофизике, которые проходили на базе Малой академии наук", — продолжает изобретательница. Как говорит Ирина, несмотря на всю полезность полученных знаний, она успела пресытиться теорией, поэтому стала думать о том, чтобы, наконец, изобрести что-то свое.

ПРОГРЕССИВНЫЙ СТАРТ. Идею для будущего изобретения долго искать не пришлось. "Научно-технический прогресс движется вперед, а вместе с ним развивается и производство. Это означает, что вопрос безопасности на предприятиях, занимающихся производством чего-либо, становится все более актуальным, — рассказывает Ирина. — Затем я подняла статистику. Оказалось, что много несчастных случаев связано с утечкой ядовитых газов". По словам школьницы, одна из причин этого — существующие газовые сенсоры (именно они определяют, есть токсичные газы в воздухе или нет, а потом сигнализируют об этом) недостаточно хорошо справляются со своими функциями. Поэтому юная изобретательница решила их усовершенствовать.

СВЕРХЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ. "Чтобы сенсор лучше функционировал, нужно сделать пленку в нем более чувствительной. Ведь именно она — тот элемент, который выявляет опасное количество газа в воздухе и реагирует на него, — объясняет изобретательница. — Для этого я провела эксперименты в лаборатории и на их основе подобрала для изготовления этой пленки то химическое вещество (диоксид олова), благодаря которому она стала сверхчувствительной. А чтобы еще больше усилить ее возможности, — например, чтобы повысить электропроводность, — я добавила в ее состав еще один компонент — оксид свинца. То, что лучше всех подходит именно он, я тоже определила экспериментальным путем".

По словам Иры, изобретенный в итоге газовый сенсор во многом превосходит существующие аналоги. "Например, он реагирует на минимальное количество газа. В то время как другим сенсорам нужна большая его концентрация в воздухе. Еще один плюс — сигнал об опасности он подаст уже через 10 секунд, а другие — только через 25. Все это позволит оперативно обнаружить утечку токсичного газа", — рассказывает Ирина. Кроме того, сенсор с такой пленкой уменьшает энергопотребление на 20—30%.

К слову, разработку Ирины оценили не только в Украине, но и за рубежом. Так, она заняла 3-е место на всеукраинском этапе МАН, а также выиграла серебряную медаль международного конкурса научного творчества молодежи, который проходил в Пекине.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Владимир Могилатенко, академик АН Высшей школы Украины, профессор, доктор техн. наук, завкафедрой литейного производства черных и цветных металлов НТУУ "КПИ":

"Учитывая то, какое влияние на экологию и здоровье людей может оказать технический прогресс, Ирина очень правильно сделала, что занялась разработкой датчиков, которые при появлении малейшей опасности могли бы оперативно подать сигнал о ней. В данном случае речь идет о газовых сенсорах. Так, проанализировав ее работу, могу сказать, что в ней действительно много нового. Во-первых, Ирине действительно удалось изготовить принципиально новую пленку для газовых сенсоров, которой раньше не было, а также подтвердить ее возможности экспериментальным путем. Во-вторых, новизна есть еще и в технологии изготовления порошка оксида олова для этой пленки. Ирина со своим научным руководителем создала такую технологию, благодаря которой ей удалось изготовить порошок, состоящий из наночастиц, то есть очень маленьких частиц, в то время как его аналоги состоят из более крупных. Это, конечно же, тоже повлияло на увеличение чувствительности пленки.

Если же говорить о практическом применении разработки, то его действительно можно использовать на предприятиях. Однако перед этим стоит проверить стабильность получаемых результатов, чтобы убедиться, что сенсор так же хорошо сработает в аварийной ситуации, как и при лабораторных экспериментах. Для этого нужно провести статистические исследования характеристик сенсора, то есть изготовить несколько его образцов и провести с ним те же эксперименты, что и с первым. Кроме того, их нужно протестировать, воздействуя разным количеством токсичного газа, а не одним, как сделала Ира".