Суббота 08 августа 2020 года
Мы
в соцсетях

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Магнитное поле Земли помогло физикам СПбГУ создать недорогой анализатор жидкостей


Магнитное поле Земли помогло физикам СПбГУ создать недорогой анализатор жидкостей

Четверг, 26 Апреля 2018 16:45

Участники конкурса «Start-up СПбГУ — 2018» создали прибор, способный анализировать состав и свойства жидкостей с помощью явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Разработка, цена которой будет вдвое ниже зарубежных аналогов, может исследовать нефтяные эмульсии, водные растворы, определять содержание атомов водорода в топливе или молекул воды в продуктах. Кроме того, с его помощью можно узнать, какая жидкость хранится в закрытых контейнерах из немагнитных металлов.

 

Главное преимущество прибора — низкая стоимость, сообщили журналисту Planet Today в пресс-службе. Сегодня в мире можно купить только две аналогичных разработки: новозеландского производства — за 20 000 долларов — и американского — за 10 000 долларов. Цена отечественного варианта, по оценкам будущих предпринимателей, окажется в несколько раз ниже — около 300 000 рублей. При этом прибор имеет очень широкую сферу применения: его можно использовать в пищевой, химической или нефтяной промышленности.

 

Датчик прибора представляет собой куб со стороной 40 сантиметров, стенки которого сделаны из немагнитных металлов — алюминия и меди, что помогает уменьшить электромагнитные помехи. Внутри куба находится катушка индуктивности, в которую помещается образец исследуемого вещества. На него в течение нескольких секунд воздействуют сильным магнитным полем, затем в течение нескольких миллисекунд — слабым радиоимпульсом. В итоге ядра вещества излучают радиосигнал, который с помощью компьютера преобразуется в спектр. Этот спектр у каждого вещества свой, благодаря чему исследователи могут отличить вещества друг от друга подобно тому, как людей отличают по отпечаткам пальцев.

 

Обычно, главная часть ЯМР-спектрометров — это большой и мощный сверхпроводящий магнит с очень однородным полем. Создавать и обслуживать его крайне сложно, поэтому стоит такой аппарат достаточно дорого. Однако капитан команды, аспирант СПбГУ кандидат физико-математических наук Павел Куприянов при содействии сотрудников кафедры ядерно-физических методов исследования создал прибор, в котором этот элемент заменяет самый доступный магнит — планета Земля.

 

«Земное поле — это просто подарок, — объясняет физик. — Магнитные силовые линии на поверхности планеты параллельны, поэтому поле очень однородное. Но при работе в лаборатории возникает ряд проблем: земное поле искажается из-за арматуры в стенах, компьютеров, оборудования и других металлических предметов. Поэтому на каркасе датчика располагаются дополнительные катушки, которые исправляют неоднородность поля. Кроме того, различные приборы, находящиеся в соседних помещениях, создают электромагнитные помехи, от которых спасает экранирующий куб из меди и алюминия».

 

Но самая большая проблема, как рассказывает Павел, — это изменяющиеся магнитные поля, накладывающиеся на магнитное поле Земли, которые вызывают мощные электроприборы, а также электротранспорт. Они сильно влияют на качество ЯМР-спектра. Физикам СПбГУ удалось решить эту проблему, включив в систему второй ЯМР-датчик, сигнал которого используется для коррекции спектра. На метод получения спектров ЯМР в земном поле с помощью второго опорного датчика недавно был получен патент, авторами которого являются Павел и его научный руководитель, профессор СПбГУ, доктор физико-математических наук Владимир Чижик.

 

Еще одна интересная особенность прибора — возможность анализировать жидкости, которые находятся внутри тонких металлических контейнеров из немагнитных металлов (алюминия, меди, цинка и других). Это может оказаться полезным, например, в работе спецслужб: таким способом можно определить содержимое закрытой пивной банки, если есть подозрения, что человек пытается пронести запрещенные жидкости в места скопления людей.

 

 

Хотя обычно подобные приборы предназначены в первую очередь для лабораторных работ в вузах — с их помощью студенты учатся понимать явление ядерно-магнитного резонанса, Павел Куприянов отмечает, что ЯМР в земном поле можно использовать и для полевых научных исследований. Например, специалисты из Новой Зеландии с помощью ЯМР-технологии изучали содержание морской воды в антарктических льдах, а ученые на Урале так исследуют грунтовые воды без бурения.

 

Сегодня под научным руководством Владимира Чижика над проектом также работают физик-аспирант Андрей Чудин, студентка направления «Прикладные физика и математика» Вероника Мамонтова, магистрантка направления «Химия» Валерия Баранаускайте и студентка направления «Менеджмент» Светлана Супранович.

 

К финалу конкурса в мае команда планирует представить новую версию прибора, которая будет в несколько раз меньше нынешней. Она будет предназначена для лабораторных работ студентов, и на ней также можно будет делать анализ состава жидкостей по ЯМР-спектру. В будущем участники команды надеются заинтересовать своими разработками предприятия пищевой промышленности, специалистов по безопасности, строительные фирмы, аналитические лаборатории, учреждения геологоразведки, спецслужбы, медицинские центры и другие учреждения.

Яндекс.Дзен

Волкова Алена Опубликовано в Наука   Теги Новости Наука
Новости партнеров
Главное за сутки
KП: в истории с арестом в Белоруссии россиян обнаружился украинский след KП: в истории с арестом в Белоруссии россиян обнаружился украинский след Задержание в Белоруссии 33 граждан России было провокацией со стороны украинских спецслужб. Об это, ссылаясь на источник в российских спецслужбах, пишет «Комсомольская правда». Также сообщается, что весь полученный материал уже…
Новые планы США создают еще одну ядерную угрозу против России Новые планы США создают еще одну ядерную угрозу против России Дональд Трамп, судя по всему, намерен перечеркнуть еще одно важнейшее соглашение между Россией и США – договоренность о неразмещении на боевых кораблях тактического ядерного оружия. Почему в 1980-х годах американские…
В Минздраве назвали первых получателей вакцины от коронавируса В Минздраве назвали первых получателей вакцины от коронавируса На начальном этапе вакцинации от коронавируса препарат получат медицинские работники и пожилые жители страны, заявил, как пишет РИА Новости, заместитель министра здравоохранения Олег Гриднев. "Регистрация вакцины, разработанной в Центре Гамалеи,…
Интернет и СМИ
Читайте также
Ученые доказали, что чага и другие трутовые грибы могут подавлять рост раковых клеток Ученые доказали, что чага и другие трутовые грибы могут подавлять рост раковых клеток Трутовые грибы, которые растут на древесине, являются мощными антиоксидантами, а также проявляют стимулирующие или ингибирующие эффекты на клеточном уровне. Ученые УрФУ доказали, что некоторые виды уральских грибов могут подавлять рост…
В Европе могут появиться доисторические гигантские деревья В Европе могут появиться доисторические гигантские деревья Один из самых крупных видов деревьев на Земле — секвойя — может приспособиться к климату современной Европы. Такое заявление, как пишет информационное агентство РИА Новости, сделали ученые, которые провели экспериментальное…
Под историческим замком в Польше нашли скрытую пещерную систему Под историческим замком в Польше нашли скрытую пещерную систему В Польше под средневековым Ольштынским замком нашли скрытую пещерную систему, в которой существует целая сеть неизученных туннелей и расщелин. О впечатляющей находке польских археологов пишет издание Heritage Daily. Ученые, которые…
Тема дня
Немного об информационной супермонополии США Немного об информационной супермонополии США

Чьими руками была создана «большая пятёрка» Силиконовой долины   Силиконовая долина сегодня – не т...

Фото
Вердонское ущелье – достояние Прованса Вердонское ущелье – достояние Прованса

Франция многогранна и полна чудес, обаяния и достопримечательностей, как искусственных, так и естест...

Опрос

Кому наиболее выгодна смена президента в Белоруссии?

 

Анекдот дня

Скачал программу для подсчета съеденных калорий.

 

Очень быстро перешел на двойную бухгалтерию.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Вьетнамец сделал для своих родителей забор из iPhone
Российские авто оснастят датчиками оповещения о нарушении ПДД
Стало известно откуда на полях появляются таинственные круги
В Ирландии найдены древние загадочные постройки
Infox
24СМИ
СМИ2
Сейчас читают
Последние комментарии
 

Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-68260 от 27.12.2016, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.