ФОТОБЛОКНОТ
Французские исследователи из университета Орсэ-Катрин Аллен и Франсуа Парисс изучали процессы течения концентрированных взвесей двуокиси кремния, то есть фактически силикатного конторского клея, но более высокой концентрации, чем обычно. При этом они нередко обнаруживали под микроскопом в каплях этой суспензии мельчайшие пластинки вроде плоских кристалликов. Оказалось, что они возникают в капле уже через несколько минут после того, как ее поместили на воздух.
Если же специально высушить каплю на предметном стекле микроскопа, получается вот такая ромашка. Исследователи изучили процесс высыхания капли конторского клея и даже вывели сложные уравнения, описывающие его. Ромашка возникает при образовании напряжений в полужидкой массе, а затем и трещин в процессе высушивания капли. По мере того, как капля высыхает от периферии к центру, в ней возникают радиальные трещины, а затем края «лепестков» отслаиваются от стекла и встают дыбом.
Может быть, кто-то из читателей сумеет получить такой «цветок» в домашних условиях?
БЮРО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Весьма полезной для ряда областей науки, техники и медицины окажется новая разработка Центра естественно-научных исследований Института общей физики Российской академии наук (ЦЕНИ ИОФАН). В отделе диодной лазерной спектроскопии Центра создана лазерная система, с высокой точностью определяющая присутствие малых примесей в газовых смесях.
Используемый для этого метод называется спектральным анализом и основан на различии спектров поглощения оптического излучения разными молекулами. Применяется он достаточно давно, но главным образом в лабораторных условиях, поскольку большинство молекул хорошо поглощает излучение в диапазоне 2,5–5 микрон (так называемая средняя инфракрасная область), а перекрывающие эту область лазеры работают только при очень низких температурах и требуют специальных систем охлаждения. Куда дешевле обходятся те лазеры, которые функционируют при комнатной температуре, но они перекрывают лишь диапазон 0,8–2,5 микрона (ближняя инфракрасная область). А в нем молекулы поглощают излучение в сотни и даже тысячи раз слабее, чем в средней ИК-области. Соответственно во столько же раз оказывается слабее и чувствительность лазера.
Остроумный способ повысить эту чувствительность нашли специалисты ИОФАНа. Получаемое с обеих противоположных граней лазерного кристалла излучение направляют одновременно в два оптических канала — эталонный и аналитический. Оба заполнены однотипной газовой смесью, но в первом количество исследуемых молекул строго известно, а во втором — должно быть определено. Чтобы максимально увеличить поглощение молекулами излучения, его путь — чисто оптическими методами — многократно (иногда даже тысячекратно) удлиняется. Выход из обоих оптических каналов фокусируется на фотоприемниках и сравнивается.
При помощи такого лазера можно определить количество в воздухе углекислого газа даже при концентрации 1:108.
При создании конкретных приборов возникла, однако, еще одна трудность — финансовая. Дело в том, что большинство изготовляемых сегодня дешевых лазеров на самом деле не совсем лазеры, поскольку генерируют не одну длину волны, а сразу несколько. Специалисты ЦЕНИ ИОФАН научились работать с такими лазерами, почти не проигрывая в чувствительности.
В результате были созданы приборы, способные улавливать среди миллиарда молекул воздуха десяток исследуемых — например, углекислого газа или метана.
И та и другая модификация работают уже сегодня. Первая из них проходит клинические испытания в реанимационном отделении Боткинской больницы, где помогает анестезиологам определить, поступает ли хоть какое-то количество углекислого газа при искусственном дыхании из легких пациента (то есть по сути дела: дышит ли он). Вторая опробована во время совместных с Томским институтом оптики исследований парникового эффекта, при определении разного рода утечек метана на газопроводах и в городе (с газозаправочных станций, на полях аэрации, из выхлопных труб автомобилей). Сейчас разрабатывается способ установки системы на вертолете — для обеспечения постоянного мониторинга газопроводов. Такому мониторингу мешает, однако, вертолетный винт, отгоняющий воздух вниз от корпуса, а следовательно, и от аналитической системы, и не исключено, что эту систему придется подвешивать на тросах.