Двери науки

15 марта в троицких школах непривычно тихо: идёт первый день выборов, а любознательные ученики отправились на экскурсии по городским институтам и на культурно-научную программу в Дом учёных.

Мультфильмы, лекции, опыты

Первым свои двери открыл Дом учёных. Ещё в 8:30 там начались мастер-классы для маленьких. Под руководством Светланы Баландиной дети сделали балансир –
поделку, демонстрирующую законы физики. «Это человечек, и он устойчивый! – с удивлением говорят Альбина, Диана и Эмили из 1 «Б» 5-го отделения Гимназии. –
На пальчике держится, даже на мизинце… Видишь, я поворачиваю руку, а он не падает!» Берётся пробка, зубочистка, два длинных прутика и грузики из пластилина на концах… «Главное, чтобы основная тяжесть этой конструкции находилась ниже точки опоры», –
пояснила Баландина. Экскурсовод музея Людмила Чернышёва рассказала ученикам 6-7-х классов о том, как возникают и распространяются звуки вокруг нас: школьники послушали подвод-ные «разговоры» китов, сами поиграли на звучащих экспонатах. А на первом этаже шло кино: младшим показали серию научно-популярных мультиков «Рассказы старого моряка», старшим – фильм о создании Солнечной системы. Вновь после перерыва заработал мини-планетарий.

Учёные мышки

В программу экскурсий включились почти все НИИ города. И почти все в одно время. ТОП ФИАН, ИСАН, ЦФП ИОФ РАН, ИФВД РАН, ИЗМИРАН… Нужно выбирать! В 11:00 для учеников 6-го отделения Гимназии двери открыл Институт фотонных технологий. Рассказ вели с.н.с. лаборатории сверхкритических флюидных технологий Антон Миронов и н.с. Александр Савельев.

В лаборатории Миронова на биопринтерах печатают «матриксы» – биоразлагаемые каркасы, засеянные стволовыми клетками. «Самое важное – генная активация материалов. Чтобы организм восстановил то, что надо, требуется ему помогать, – продолжает Миронов. – Точно сказать стволовым клеткам, во что превращаться. Клетки хорошо слушаются ряда химических веществ, называемых факторами роста. В зависимости от них она и начнёт формировать стенки сосуда, костную ткань или ещё что-то…» «А можно взять стволовые клетки, и на этом принтере напечатать стейк?» – спрашивает один из ребят? «Вопрос необходимости. Мышечные ткани обычно не делают: не нужно. Печень – да».

В лабораторном шкафу хранятся примеры изделий: череп свиньи, фаланги пальцев и даже детские сердца, которые печатают для кардиохирургов, чтобы те смогли разобраться на модели, как лучше провести операцию. Не меньшее любопытство у ребят вызывают лабораторные приборы. Что только они не измеряют! Вискозиметр – вязкость жидкости, порозиметр – измеритель пористости, есть спектрофотометры, электронные и обычные микроскопы… «А это прибор из Франции, который создан для особо продвинутых физиков – эллипсометр, – продолжает экскурсию уже Александр Савельев. – Очень сложная конструкция!» «А он называется эллипсометром, потому что в форме эллипса?» «Нет, просто такое название дали теоретики», – улыбается он.

А самый фурор произвели лабораторные мышки. Две белых и одна чёрная, они прыгают в маленьких клетках-поилках, приветствуя экскурсантов. Нужны особые, выведенные для учёных породы – обычная не подойдёт. Правда, судьба лабораторных животных предопределена: на них проводят опыты, прививают им болезни, опухоли, чтобы испытать вакцины…

Прессы и кристаллы

В 12 дня ТИСНУМ ждал гостей из 3-го отделения Лицея. Школьники увидели, как создаются искусственные алмазы, как идёт их обработка, пробоподготовка образцов, и даже подержали в руках материал будущего, сделанный из углеродных нанотрубок.

«У нас выращиваются крупные монокристаллы алмаза в больших прессах высокого давления и высоких температур», – сообщает м.н.с. отдела роста монокристаллов Андрей Иващенко. – Здесь, три установки, ещё три в соседнем помещении, ещё 25-30 прессов на опытном производстве на 41-м километре». На тех, что здесь, выполняют дипломные работы студенты. С этого отдела начинался ТИСНУМ: в 90-х несколько прессов, изготовленных в Рязани для производства алмазных порошков, были модернизированы для роста монокристаллов: сделано охлаждение, компьютерное управление, бесперебойное питание. Порошки выпекаются за минуты, а рост кристалла занимает 7 – 10 дней, и всё это время нужно поддерживать одинаковые условия (50 – 70 тыс. атм. и 1 500°).

«Мы можем синтезировать алмазы до 10 – 12 карат с разными характеристиками. Сверхчистые – белые, с добавками азота – жёлтые или зелёные, добавками бора – голубые либо чёрные, – показывает Иващенко. – Мы их ещё и обрабатываем: есть участок лазерной резки, механической полировки, можно изготавливать сложные формы». Например, алмаз, вырезанный в форме логотипа института. Самым заинтересованным Андрей предлагает подняться на лесенку и посмотреть, где в прессе закреплена алмазная ячейка.

Завершается экскурсия в лаборатории углеродных наноструктур. «Мы занимаемся разработкой наноуглеродных материалов с целью получения необычных свойств, таких как механическая прочность на разрыв», – рассказывает в.н.с. лаборатории Максим Хасков. Если сплести канат из углеродных нанотрубок, он будет в тысячи раз прочнее стального.
В фантастике из них можно сделать космический лифт, придуманный ещё Циолковским, а в наших реалиях – одежду с подогревом, покрытия без электростатических эффектов, «стелс»-поверхности. Правда, пока материал дороговат. Но направление развивается.

«Интересно рассказали про алмазы, было любопытно узнать с точки зрения логистики, как их производят, – комментирует Даниил Зернов из 8 «ФМ». – А вот с точки зрения КПД не очень понятно. Кажется, столько сил тратится на их создание!»

Молотки для частиц

К 14 часам институтский автобус встречает школьников из
9 «М» и 9 «Б» Лицея. Они едут на ускорительный комплекс ИЯИ РАН, чтобы увидеть крупнейший в Евразии линейный ускоритель протонов. «Всё, что видно в ту сторону – это одна установка! –
встречает их заведующий лабораторией пучка Сергей Гаврилов. – Вы привыкли к тому, что установка – то, что стоит на столе, а тут весь комплекс зданий – часть ускорительного комплекса».

Сергей и его коллеги провели здесь массу экскурсий для школьников и взрослых. Всякий раз поражаешься масштабам этого гиганта советских времён, плодотворно работающего по сей день. «Ускоритель – это инструмент, который позволяет изучать мельчайшие составляющие нашей с вами Вселенной, – говорит Гаврилов. – Допустим, у вас есть мобильный телефон. Вам хочется узнать, как он устроен. Берёте отвёртку, разбираете его на детали, их – на более мелкие детали, а отвёртки нужного размера уже нет. Что будете делать?» «Об пол его! –
отвечает школьник. – Или возьму молоток…» «Правильно! Так вот, ускорители – это молотки в физике частиц. Они разгоняют их до огромных энергий, сталкивают друг с другом, частицы разбиваются, порождают новые, а учёные по этим осколкам пытаются восстановить, как всё устроено».

«Очень интересно и познавательно, – говорит об экскурсии Анна Максимович. – Что-то слышала, что-то знала, про что-то нам уже рассказывали, а вот бывать на ускорителе ещё не доводилось. Моя сфера интересов – скорее химия, чем физика, но всегда полезно узнавать новое для себя».

Владимир МИЛОВИДОВ,

фото автора