На дальних берегах
Дальний Восток не зря так называется. Например, из Москвы во Владивосток на поезде надо ехать целую неделю. Даже самолеты покрывают такое расстояние лишь за 8-10 часов. Но это вовсе не значит, что ученые Дальневосточного научного центра находятся на периферии науки. Вот тому хотя бы некоторые доказательства.
Ответ на этот вопрос знают ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), специализирующиеся на нанотоксикологии. В России направление мониторинга нано- и микрочастиц в городских взвесях только начинает развиваться, и Дальневосточный университет на этом направлении находится в авангарде.
Вообще нанотоксикология — исследование негативного действия наноматериалов на организм — новая область мировой науки; ей от роду около 10 лет. Так что можно сказать: ученые ДВФУ «впереди планеты всей».
Суть же их исследований в том, что они тестируют влияние преимущественно углеродных наноматериалов и наночастиц металлов на здоровье и организм людей. Раньше в том как-то не было надобности, поскольку даже о самих наноматериалах никто не слышал. В России таких лабораторий всего шесть — в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Ангарске, Казани и Владивостоке.
В ДВФУ анализируют состав взвесей в атмосфере городов Дальнего Востока. Зимой пробы берут из снега, на который, в конце концов осаждаются все частицы из воздуха. Летом берут пробы дождевой воды и атмосферные пробы.
— Мы видим очень тревожную картину загрязнения городской атмосферы нано- и микрочастицами. Из-за большого количества автомобилей вдоль дорог преобладают микрочастицы опасного класса с высокой площадью поверхности, что позволяет им еще сорбировать другие токсины. В нескольких пробах из Владивостока были найдены и наночастицы от 40 до 300 нм в количестве 25 % от общего числа загрязнений. Это опасный показатель. Нужно принимать радикальные меры по очистке атмосферы, ставить фильтры на выхлопные трубы автомобилей и дымовые трубы котельных. Первые шаги в этом направлении уже делаются, — рассказал журналистам директор
Научно-образовательного центра нанотехнологий Инженерной школы доцент Кирилл Голохваст.
Еще одно направление работы исследователей — изучение фитолитов. Так называются минеральные, а точнее, кремниевые микрочастицы в клетках растений. Задача ученых — понять, каким образом работают природные нанотехнологии, на примере живых систем.
— В этой области мы начали работу с лекарственных растений — женьшеня, элеутерококка, бадана и еще 70 видов. Надеемся, что эта работа поможет расшифровать механизм синтеза кремниевых нано- и микроструктур и создавать на основе этой технологии нужные для человека элементы для нано- и микроэлектроники, — рассказал Кирилл Голохваст.
За 4 года существования Научно-образовательного центра нанотехнологий ученые Инженерной школы по направлению «исследования нанотехнологий» опубликовали более 150 статей, 4 монографии и 3 учебных пособия. Кроме того, при участии университета были проведены уже две международные конференции на тему нанотоксикологии.
Ученые Дальневосточного федерального университета нашли также оригинальный способ в несколько раз повысить эффективность ветроэнергетики. Для этого они предложили разместить ветрогенераторы на воде.
В ДВФУ спроектировали уникальные ветроэнергетические морские установки (ВЭМУ) с вертикальной осью вращения. Этим они принципиально отличаются от обычных ветрогенераторов, лопасти которых крутятся вокруг горизонтальной оси. ВЭМУ представляют собой своего рода плавучие башни, вокруг каждой из которых вращается ротор с лопастями. Энергия вращения передается через тяги на центральную ступицу, связанную с электрогенератором.
— Внешне это похоже на свернутую в кольцо вереницу яхт, где лопасти — это паруса, — рассказал один из разработчиков, доцент кафедры технологий промышленного производства ДВФУ Виктор Чебоксаров. — Диаметр типовой установки на 10 МВт, как мы рассчитываем, составит около 200 м, а размах лопастей — около 40 м. В перспективе же не существует технологических ограничений, чтобы создать ветрогенератор мощностью, к примеру, в 100 МВт.
Это, в свою очередь, позволит снизить стоимость вырабатываемой энергии в 2–3 раза, что дает возможность в какой-то мере конкурировать с традиционными отраслями — гидро-, тепло- и атомной энергетикой.