Суббота 31 октября 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
Умер Шон Коннери Умер Шон Коннери Известный британский актер Шон Коннери скончался в возрасте 90 лет. Об этом сообщила семья артиста. Точная причина смерти не называется. Родился Томас Шон Коннери в районе Фаунтинбридж в Эдинбурге 25…
В России за сутки выявили 18140 новых заболевших коронавирусом В России за сутки выявили 18140 новых заболевших коронавирусом За прошедшие сутки, то есть за 30 октября, в 85 регионах России было выявлено 18140 заболевших новым коронавирусом. Днем ранее было зафиксировано 18283 таких случая. 4401 или 24,3% новых случаев…
Увеличилось количество погибших и пострадавших при землетрясении на западе Турции Увеличилось количество погибших и пострадавших при землетрясении на западе Турции Число погибших при землетрясении на западе Турции возросло до 25, сообщило, как пишет РИА Новости, агентство по чрезвычайным ситуациям и стихийным бедствиям. Ранее сообщалось о 24 погибших и 804 раненых.…
Интернет и СМИ
Читайте также
Внезапный дрейф астероида Апофис к Земле увеличивает риск столкновения Внезапный дрейф астероида Апофис к Земле увеличивает риск столкновения Крупный околоземный астероид Апофис, который, как считалось ранее, не представляет опасности для Земли, все же угрожает нашей планете. К такому выводу пришли сотрудники Института астрономии Гавайского университета США. Астрономы под…
Ученые определили, когда исчез лес на Алтае Ученые определили, когда исчез лес на Алтае Исследователи из России, а также их коллеги из Китая и Польши восстановили хронологию природных событий, которые имели место в Степном Алтае с послеледникового периода до нашего времени. Об этом, со…
Ученые из США представили новые данные об астероиде Психея Ученые из США представили новые данные об астероиде Психея В новом исследовании, проведенном ученым-планетологом Юго-Западного исследовательского института (США) доктором Трейси Беккер, которое было опубликовано сегодня в The Planetary Science Journal предлагается более четкое представление об астероиде Психея, чем было…
Тема дня
Азербайджану приходится искать обходные пути в Карабахе Азербайджану приходится искать обходные пути в Карабахе

Президент Нагорного Карабаха (НКР) Араик Арутюнян обратился к нации с призывом приложить все усилия,...

Фото
Гора Ольга (Ката-Тьюта) в Австралии Гора Ольга (Ката-Тьюта) в Австралии

Гора Ольга (Ката-Тьюта) находится в Национальном парке Австралии Улуру-Ката-Тьюта и состоит из 36 ма...

Опрос

Как следует поступить России по ситуации с Нагорным Карабахом?

 

Анекдот дня

Стало известно, что сразу после врачей прививать от ковида будут ипотечников.

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
СМИ2
Lentainform
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.