"Еще нет достойных нанообъектов, но мы уже готовы измерять их свойства!», – говорит об изобретении ученых Алтайского государственного университета (АлтГУ) доцент кафедры общей экспериментальной физики АлтГУ Сергей Дмитриев. Он и его молодые коллеги – воспитанники из числа студентов, по сути, опередили время. Ими создан уникальный измерительный прибор, который в полной мере будет задействован только тогда, когда людьми будет сделано что-то весомое в области нанотехнологий.

Но прелесть их научной идеи заключается в том, что она как нельзя актуальна и сегодня. Созданный по одной и той же идеологии и методике прибор может и, надеемся, будет широко использоваться в наше время. Он максимально просто позволяет измерять напряженность магнитной и электрической составляющей электромагнитного поля (магнитная составляющая считается наиболее опасной и менее изученной) и, к примеру, определить, насколько «вреден» или «безопасен» ваш сотовый телефон. Более того, он может «забраться» в сотовый простого обывателя и стать индивидуальным измерительным прибором. А что измерить всегда найдется, допустим, чтобы грамотно организовать окружающее пространство: излучение от компьютера, монитора, микроволновки и прочей техники. И, наконец, благодаря этому прибору впервые в Барнауле вскоре будет создана карта электромагнитного фона города.

Большое видится на расстоянии: доказано алтайскими учеными

Пора дать имена детищам наших ученых. Их два. Первое, о котором шла речь, – измеритель-трансформер, который может одновременно определять электропроводности и напряженности магнитного поля у металлических, композиционных и наноматериалов. Второе – измеритель напряженности переменного магнитного поля. Сложно не упомянуть о том, что последнее изобретение вызвало огромнейший интерес у посетителей восьмого традиционного Международного салона инноваций и инвестиций, который проходил в Москве с 3 по 6 марта этого года во Всероссийском выставочном центре (ВВЦ), и получило Дипломом салона.

Тогда к представителями АлтГУ обратилось более 800 человек с просьбой проверить их сотовый телефон. После такого эксперимента с разными моделями выяснилось, что самыми плохими оказались «самсунги» и «нокии» и особенно, различные смартфоны. У них наиболее высокий уровень излучения и опасен даже ЖК-монитор. Средние, но вполне приемлемые по уровню, «эрриксоны» и «мотороллы». Хотя были и «мотороллы», которые в режиме молчания в восемь раз превышают предельно-допустимые нормы.

По словам Сергея Дмитриева, оба прибора виртуализированные – вся электроника, которая должна выдавать информацию об объекте исследования, заменена математикой.

Раньше, в середине 80-х, когда мы только начинали работу в данном направлении, подобные приборы были достаточно тяжелые – около 15 кг. Выглядели в виде ящика. Их сложно конструировали… А потом возникла идея заменить все эти блоки математикой. По сути дела, мы занялись математикой. Было создано программное обеспечение, софт», – пояснил Сергей Федорович.

Реальным из составляющих приборов остается только один датчик, который передает информацию об объекте. Конструкция датчика оригинальная, на нее получен патент. При его изготовлении ученые продемонстрировали мастерство тульского Левши.

По словам студента третьего курса химического факультета Московского государственного университета Сергея Бубёнова (этот одаренный парень родом из Барнаула, является многочисленным победителем олимпиад, работает в команде Сергея Дмитриева, – прим. ред. ИА «Амител»), чтобы измерить характеристики нанообъекта, нужно, чтобы датчик был еще меньше. Бесполезно ощупывать пальцами пылинки. Сверхминиатюрный локальный датчик на расстоянии прошивает иголочкой мощного поля нанообъект, собирая информацию о нем. Делает он это бесконтактным способом, не нарушая структуры и свойств крохотного кусочка материи.

А это очень важно, ведь порой на создание таких частиц и материалов тратится столько средств и усилий, что редкий исследователь согласится поместить его даже под иглу туннельного микроскопа, особенно если это не просто наночастица, а целое наноустройство, или пленка толщиной несколько десятков атомов или молекул», – добавляет один из соавторов изобретения, начальник отдела инновационного развития АлтГУ, к.х.н., д.т.н., профессор Алексей Ишков.

Сверхминиатюрные локальные датчики и еще меньшие к ним сердечника изготавливаются вручную. Когда я попыталась сравнить их с подкованной блохой, то меня Сергей Федорович поправил: «Подкованная блоха – это «мертвечина». Нужно сделать так, чтобы предмет был не только маленьким, но и действующим». Делают датчики, используя микроскоп, студенты. Их незагрубевшие руки лучше всего подходят для такой тонкой работы.

К сожалению, промышленность таких вещей не может освоить. Но нам предлагали помощь французы. Они в состоянии сделать вот эти обмотки. Это вызывает удивление, но проволоку для обмоток мы берем из электромеханических китайских часов. Проволока сверхтонкая, тоньше человеческого волоса. Что ни говори, а китайцы молодцы, научились клепать такую проволоку!», – рассказывает Дмитриев.

Физически локальный датчик держать не удобно, поэтому он помещен на самый кончик обычной шариковой ручки, выполняющей роль держателя. Кабелем датчик соединен с компьютером и CD-диском, на котором записана соответствующая программа.

Кроме локальных датчиков есть интегральные, состоящие из множества датчиков, расположенных по линейке. Они собирают информацию об объекте на расстояния трех-четырех метров.

Принцип работы у измерителя-трансформера и измерителя напряженности переменного магнитного поля одинаковый. Подсоединяешь датчик к компьютеру, причем, как правило, через входы встроенной звуковой платы, загружаешь программу и можно измерять напряженность поля, электропроводность материала, исследовать спектр излучения, состав сплавов, процентное содержание в сплаве того или иного элемента и т.п. Прибор сам меняет единицы измерения. В рамках демонстрационного опыта мы попытались выяснить, из чего состоит монетка. На экране появляется «Внимание, идет измерение!» и вот точное указание на место в таблице Менделеева.

Изучает вопрос применения прибора в команде ученых Сергей Бубёнов. Он рассказал, что сейчас измерители-трансформеры нужны для создания нанообъектов, чтобы осуществлять контроль качества. Они необходимы в металлургии, машиностроении. О других сферах применения измерителей-трансформеров Сергей Федорович не позволил сообщить своему воспитаннику. Тайна. Но насколько мне удалось понять, изобретение может быть полезным даже для тех, кто занимается промышленным шпионажем.

Отметим, что это изобретение уровня хай-тек получило медали на выставках в Тайване, Гонконге, Ганновере, Москве.

Телефон превращается, превращается …. в измерительный прибор

Как уже говорилось, группа людей, занимающихся созданием измерительных приборов, объединила опытных ученых, которые уже успели сказать свое слово в науке, и перспективных студентов. Благодаря продвинутой молодежи, которая на «ты» с технологиями программирования, разработка становится, как это сейчас модно, мобильной и полезной для массы. Речь идет об измерителе напряженности переменного магнитного поля, что «специалист» по различной «вредной» технике.

С помощью того же самого прибора был разоблачен «чудодейственный» шунгит, который предлагается использовать как панацею от вредного воздействия электромагнитных полей телефонов. Опыты показали, что шунгитовые пластинки не только не ослабляют напряженность поля, но иногда даже наоборот – увеличивают его и работают как резонаторы, давая в спектре излучения наиболее вредные для человека низкочастотные гармоники.

Но ближе к науке. Осенью прошлого года ученые выиграли грант мэра города Барнаула. Они заняты тем, что создают индивидуальный прибор на основе сотового телефона, смартфона и карманного персонального компьютера (КПК), которым бы мог пользоваться любой человек. Эти предметы выбраны не случайно.

Другая электроника – компьютер, ноутбук – все равно ограничивает сферу применения прибора. Мы их с собой постоянно не носим. А у большинства пользователей сети всегда с собой смартфоны, КПК, либо, на худой конец, просто телефоны, которые поддерживают файловую систему хранения и обработки данных, то есть, на которых есть Java-машина. Она позволяет идеологию прибора реализовать виртуализированно. Измеритель напряженности становится на платформу Java-машины и работает в вашем телефоне», – объяснил Алексей Ишков.

Чтобы измеритель заработал, на телефон нужно только загрузить программу и вместо гарнитуры (микрофона) подсоединить датчик. Телефоны все разные, поэтому датчик беспроводной.

Выполняет работу по превращению мобильного устройства в измерительный прибор студент третьего курса физико-технического факультета АлтГУ Александр Донцов. Он занимается написанием программного обеспечения для телефона, смартфона и КПК.

Задача перед Александром стоит не простая. Есть несколько больших отличий между мобильным устройством и компьютером. Главное из них заключается в том, что телефон не предназначен для серьезных вычислений. Для этого у него не хватает ресурсов. Поэтому молодому человеку приходится хитро использовать то, что у телефона уже есть. Написать программу для смартфонов и КПК проще, так как у них ресурсов больше.

На данный момент студентом выполнено более 50% работы. Он смог добиться того, что программа на телефоне ловит сигнал датчика и воспроизводит его в виде обыкновенного звукового файла.

Электромагнитное поле улавливается на микрофонный вход. Информация из напряжения, индуцированного на индукционном датчике полем, которое его обтекает, превращается в напряжение на входе звуковой карты. Напряжение преобразуется по программе и рассчитывается в единицах поля», – попытался описать происходящие процессы наставник молодого человека Сергей Дмитриев.

К концу года в рамках гранта ученые планируют создать фрагменты карты электромагнитного фона города, а позже — целую карту. Автоматизированная система мониторинга электромагнитного фона города будет действовать на базе индивидуальных измерительных приборов. Думается, что результат будет полезным.

Придумать и не оставить пылиться не полке

Исходя из того, что у создаваемого прибора есть большое будущее в плане использования, когда прибор перейдет в стадию готового продукта университет может делать эти приборы на коммерческой основе и абсолютно законно. Для этого нужно использовать стандартные приемы выхода на рынок – создать компанию.
Реально будет производиться только датчик, который будет конфигурироваться с Bluetooth. В комплект также войдет установочный диск.

Напомним, что в России стало возможным создавать малые предприятия на базе вузов. Это позволит довести до производства научные разработки и создать потенциальные рабочие места для выпускников АлтГУ. Как видно, своими мозгами, умением работать в сфере инноваций они заслужили право достойно продолжить свой путь в науке, реализовать идеи и в итоге увидеть изобретения, к созданию которых они имеют прямое отношение, на полках магазинов.

http://www.amic.ru/news/110154/