Башкирия может стать центром детского нанотворчества

Башкирские школьники и студенты вовсю и с удовольствием экспериментируют с нанотехнологиями. Об этом корреспонденту «Электрогазеты» рассказал молодой ученый, сотрудник кафедры прикладной физики и нанотехнологий Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы Азат Галиев.

По словам ученого, это только кажется, что все имеющее приставку «нано» обязательно сложно и непостижимо для неподготовленного сознания. Между тем существуют довольно примитивные природные «нанотехнологии», на примере которых происходит знакомство учеников, в том числе и младших классов с нанофизикой, химией и биологией.

Итак, можно провести наноэксперимент даже в домашних условиях. Конечно, придется потратиться на жирное молоко, закупить пищевые красители и использовать не по прямому назначению моющее средство. Молоко наливаем в тарелку, сверху посыпаем красителями и добавляем каплю моющего средства. В итоге получаем бурное красочное перемешивание всех цветов. Очевидно, происходящее связано с целым набором явлений, но часто так себя ведут именно наночастицы.

Или возьмем обыкновенный крахмал, смешаем с водой в соотношении один к одному. Полученное вещество - жидкость. Если очень резко попытаться опустить в нее руку, то можно почувствовать сильное препятствие, сопоставимое разве что с кирпичом. Возможно, в крахмале и не стоит искать наночастицы, но сейчас активно разрабатываются подобные жидкости на основе наночастиц, поясняет ассистент.

Такие несложные опыты на школьных уроках подкрепляются рассказами о возможном практическом применении наносвойств. Ученики узнают, что  американцы предлагают производить с использованием нанотехнологий ремонт асфальта. То есть заливается ямка соответствующей жидкостью, и когда машина на скорости проезжает, эта жидкость проявляет свойства твердого тела. Правда, при снижении скорости автомобиль может просто увязнуть в «киселе». Другое возможное применение в военном деле при изготовлении бронежилетов. Понятно, что пули будут буквально от них отскакивать. А движения самих военных не будут стеснены.

Занимательная сторона серьезных школьных предметов рождает интерес учеников к более глубокому изучению естественных наук. А при должном внимании педагогов этот интерес вырастает до проектной деятельности школьников, которую отмечают в научном сообществе. В настоящее время четыре школы республики на конкурсной основе удостоились участия в федеральной программе «Школьная лига РОСНАНО» - давлекановская гимназия № 5, белорецкий лицей-интернат, уфимский лицей № 68 и салаватский лицей № 1.

- Школьная лига РОСНАНО - это всероссийский проект, который способствует более качественному преподаванию, освоению и развитию естественных наук, - рассказывает Азат Галиев. - Когда наши школы вошли в лигу, организаторы проекта подарили в первую очередь педагогам настоящий чемодан книг. Чемодан, наполненный хорошими современными научными и научно-популярными изданиями. Сразу же начались стажировки и установочные семинары для учителей. Ведь прежде чем зажечь и заинтересовать детей, надо погрузиться в это самим учителям.

Но самое важное и интересное, это, конечно, то, что дает школьная лига непосредственно детям. В рамках проекта третий год действует летний лагерь «Наноград», в котором дети не просто отдыхают, а занимаются серьезным умственным трудом. Здесь ведущие предприятия наноиндустрии страны ставят перед школьниками-участниками практические задачи и таким образом ищут новые идеи для производства.

В этом году Наноград «построят» в Подмосковье. Ранее лагерь организовывали в Казани и Пензе. Азат Галиев, курирующий этот проект в республике, надеется, что и Башкирия в ближайшее время сможет стать центром детского нанотворчества.

Вообще, продолжает молодой ученый, педуниверситет в области наноразработок сотрудничает с девятью школами республики. Школьники экспериментируют в вузовских лабораториях.

- Например, с учениками мы разрабатывали приставку для электрогитары. Вроде бы область не научная, но мы ухитрились использовать новые органические электронные компоненты и получить необычный звук. При этом школьникам пришлось не только освоить курс радиоэлектроники, но и понять, что такое звук, гармонические колебания и огромное количество материала из разных областей науки.

В лабораториях университета занимаются молекулярной электроникой, рождение которой связано с открытием электропроводящих полимеров в 50-х годах прошлого века. На сегодняшний день данная область развивается в сторону гибких и печатных технологий, когда, например электронный планшет можно запросто свернуть в трубочку, и с ним ничего не случится. Азат Галиев рассказывает:

- Сегодня наши студенты второго курса предложили идею создания дактилоскопического сенсора на основе полимерных пленок. Сейчас на рынке эта идея востребована. В марте данное изобретение отмечено Russian StartUP Tour в Уфе.

Интересные экспериментальные изыскания молодых ученых вуза постоянно обращают на себя внимание и на региональном уровне, отмечает сотрудник кафедры. Вот некоторые примеры разработок.

Если изготовить структуру из двух слоев полимера и двух электродов, при подключении определенным образом в электронную схему, наблюдается реакция такой структуры на различные химические вещества.

Первым делом было обнаружено, что такая структура реагирует на содержание воды в воздухе, содержание этилового спирта, показатель кислотности среды. Совсем недавно студенты изучали влияние кислорода на такую структуру и даже влияние биологических объектов. Что это дает? Самое примитивное, это датчики, которые реагируют на кислород, углекислый газ, воду или какие-нибудь вредные вещества. Такое контрольное устройство можно поставить в каждом доме или на рабочих местах.

Одна из разработок кафедры, нашедшая практическое применение, - полимерный электропроводящий клей. Чем он хорош и чем отличается от существующих? Тем, что современные клеи для дисплеев и проводов содержат частицы металлов. А данный клей вообще не содержит металлы. То есть сам полимер обладает проводящей способностью и может заменить обычную пайку с использованием вредных металлов.

По словам Азата Галиева, большой проблемой является доведение научных разработок до производства, на это уходит много времени. За это время разработки устаревают, хоть и остается в силе научное открытие.