Вопросы дистанционного зондирования Земли обсудят эксперты в Москве

27 июл 2015 - 12:13

Перспективы развития космических технологий для дистанционного зондирования Земли обсудят на региональной конференции Международного географического союза, которая пройдет с 17 по 21 августа в Москве, сообщил РИА Новости представитель пресс-службы Географического факультета МГУ.

Методы космического зондирования Земли применяются в геоморфологии, гляциологии, биогеография, гидрологии суши, океанологии, метеорологии. С помощью космических снимков исследователи изучают состояние мерзлоты, оценивают скорости отступания берегов в арктической зоне. Материалы дистанционного зондирования позволяют также определить границы природных зон, степень антропогенного воздействия в том или ином регионе.

Современные технологии позволяют получать очень детальные изображения, которые незаменимы при оценке последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (наводнений, пожаров, землетрясений), мониторинге хода строительства.

Наиболее интенсивно спутниковые снимки используются для метеорологических наблюдений, составления прогнозов погоды. Участникам конференции расскажут о современных решениях в области зондирования Земли. С лекцией выступит президент Международной картографической ассоциации профессор Георг Гартнер. Также среди делегатов — учёные-геоинформатики из Московского государственного университета, Института географии РАН, Института космических исследований РАН.

Конференцию планируют посетить более 2000 человек из 80 стран мира. Организаторы конференции: Международный географический союз, Русское географическое общество, МГУ имени М.В. Ломоносова, Российская академия наук.

Впервые берестяная грамота найдена в Вологде

27 июл 2015 - 12:09

Археологи, работающие на улице Ударников в Вологде, впервые в истории города нашли берестяную грамоту, сообщает информационное агентство «Вологда Регион». Ее обнаружила волонтер Анастасия Гомзякова. Находка представляет собой берестяной свиток шириной три с половиной сантиметра, на котором отчетливо видны четыре ряда букв. Сейчас грамота передана реставраторам, которые развернут ее и укрепят бересту, а затем ее можно будет почесть.

По словам руководителя раскопок археолога Игоря Кукушкина, грамота была найдена в слоях XIV – XV веков. Как говорит ученый, он уже 20 лет рассчитывал, что берестяная грамота когда-нибудь найдется на этом участке, так как именно здесь свойства почвы таковы, что органические материалы, в частности береста, в ней хорошо сохраняются на протяжении веков.

На данный момент больше тысячи берестяных грамот найдено в Новгороде Великом, известны также 45 грамот из Старой Руссы, 19 – из Торжка, 16 – из Смоленска, 8 – из Пскова, 5 – из Твери. По три грамоты найдено в Москве и Звенигороде Галицком (Львовская область Украины), две грамоты – в Мстиславле (Могилевская область Белоруссии), и по одной грамоте археологи нашли в Витебске, Старой Рязани и Нижнем Новгороде.

На ВДНХ нашли клад

27 июл 2015 - 12:04

В Москве на территории ВДНХ рабочие нашли клад с серебряными монетами, сообщается на официальном сайте.

«При прокладке электрокабеля на территории Городской фермы на ВДНХ, рабочими обнаружен схрон серебряных монет», — говорится в сообщении.

Монеты достоинством 15, 20 и 50 копеек были отчеканены в 1921–1924 году. В данный момент клад передан в службу безопасности ОАО «ВДНХ», на место прибыла полиция для описи находки.

Последнее пристанище произвола

Начну с непопулярного. Я последовательный сторонник ЕГЭ. Я слишком много знаю о том, как принимались выпускные и вступительные экзамены в 1990-е годы и в начале 2000-х. И я хорошо знаком с организацией экзаменов по типу ЕГЭ в некоторых других странах, например в Польше.

Да, ЕГЭ несовершенен, его есть за что критиковать, его надо критиковать и совершенствовать, но в целом он способен дать более-менее объективную картину знаний учащихся. И коррупцию он реально уменьшил, и дети стали серьезнее готовиться к экзамену (только их мало кто умеет правильно готовить — но это другая проблема), и мобильность выпускников возросла. А устный экзамен, конечно, прекрасная форма аттестации — как коммунизм был прекрасной идеей. Вот только реализация такой идеи на практике, увы, невозможна из-за несовершенства человеческой натуры. Как с удивлением говорили мои коллеги, польские учителя, когда я рассказывал, что у нас до сих пор продолжаются дискуссии о возвращении устных экзаменов: «Ну, Александр, как такое возможно… это же слишком субъективно!»

Впрочем, у нас в стране всё возможно, и эксперименты с возвращением устной части экзамена уже начались. Однако речь не об этом. В нынешней экзаменационной системе выявилось слабое звено, где старый, всем хорошо знакомый и совершенно безудержный произвол предстает во всей красе. Это рассмотрение апелляций.

Сначала буду говорить только о ЕГЭ по истории и только по Москве. Еще несколько лет назад ситуация была другой. В 2010 году была удовлетворена 501 апелляция из 729, в 2012 году — 738 из 1265, т. е. около 60%. Эксперты работали вдумчиво, в случае сомнений шли навстречу выпускникам. Никаких заметных конфликтов не возникало. Впрочем, высокий процент удовлетворенных апелляций в 2012 году был использован как аргумент для критики новых моделей заданий по истории, которые тогда только-только внедрялись (в частности, пресловутый исторический портрет).

«Главными причинами роста процента удовлетворенных апелляций по истории в этом (2012) году является не плохая работа экспертов, а факторы, связанные с недоработками и ошибками разработчиков КИМ ЕГЭ, — отмечалось в ходе полемики. — Первым фактором, породившим шквал апелляций и затруднившим работу экспертов, стало введение в КИМ 2012 году нового задания — С6 (исторический портрет)».

Видимо, выводы были сделаны самые решительные: если большое число удовлетворенных апелляций позволяет критиковать КИМы ЕГЭ, то надо добиться их уменьшения и потом весело отчитываться о достигнутых успехах. И с 2013 года, по общему впечатлению, был взят курс на ужесточение подхода к апелляциям. Эксперты «стоят насмерть» даже в случаях, которые многим специалистам представляются очевидными. В ход идет всё — придирки к фактическим неточностям, расширенное и очень вольное толкование критериев оценивания, даже прямое искажение информации и психологическое давление на учащихся.

Приведем несколько ярких примеров этого и прошлого года. Среди направлений деятельности Ярослава Мудрого девочка указала «деятельность, направленную на укрепление православия (строительство храмов, например соборов Святой Софии в Киеве и Новгороде)». Замечание: храмы не имеют никакого отношения к православию (!). На недоуменный вопрос несчастного ребенка последовали длинные рассуждения эксперта — что вот она, дескать, в храмы не ходит, а молится иконке дома, значит, храмы здесь ни при чем.

Еще замечание в связи с династическими браками Ярослава Мудрого: киевские князья были нерусские, поэтому эти браки нельзя считать династическими. Кроме того, это не специфично для Ярослава Мудрого: такие браки были и раньше, например брак Святослава с рабыней (!). Замечательно, что все эти аргументы привела не кто иной, как зампредседателя предметной комиссии Д. А. Фадеева.

Очень часто эксперты требуют от детей какой-то фантастической детализации. Мало просто написать, что при Ярославе Мудром была составлена первая часть свода законов «Русской правды» — «Правда Ярослава», надо было перечислить ее основные положения. На резонный вопрос выпускника: «Что, ВСЕ?» — последовал туманный ответ: «Ну, хотя бы половину…»

Мало было написать, что одним из отличий политики Павла I в сравнении с политикой Екатерины II было урезание привилегий дворянства, что выразилось, в частности, в отмене «Жалованной грамоты», — надо было перечислить, что именно содержала «Грамота» и, соответственно, было отменено. Прямо как в анекдоте про экзаменатора, требующего назвать всех 300 спартанцев поименно! И еще ведь учитывайте, что КИМ ЕГЭ в этом году включали 40 вопросов и заданий, и даже знающие дети «обо всем» просто не успели бы написать.

Было очень много казуистических придирок. Культурная политика — это, дескать, не направление деятельности, а область политики. Понятие деятельности начинает перетолковываться в философском смысле, от ученика требуют в ответе указать ее объект, субъект, метод, цель, средства и т. д. В общем, все вопросы до единого, где можно хоть к чему-то придраться, и даже некоторые, где, как кажется, придраться не к чему, решаются не в пользу школьника. И это при том, что в официальных документах указывается, что сомнения должны толковаться в пользу учеников.

Детям запрещают на апелляции пользоваться учебниками для обоснования своей точки зрения (когда они пытаются доказать, что не сами всё сочинили). Очень часто на апелляции звучал ответ, что «эксперты при проверке оценили так, но я бы оценила по-другому, но всё равно итоговая сумма баллов будет одинакова». Последний вопиющий случай — когда на апелляционной комиссии мальчику объяснили занижение баллов одним, а на конфликтной комиссии — совсем другим. В общем, на мой взгляд, имеет место дикий произвол.

Отдельно стоит сказать о роли председателя комиссии — докт. ист. наук, профессора Высшей школы экономики И. Н. Данилевского, человека широко известного. О его научных взглядах я, конечно, судить не берусь (мнения специалистов сильно расходятся, но это понятно). Его мастерство лектора заслуживает уважения. Но поведение в ходе апелляций вызывает возмущение.

Сколько раз дети рассказывали, что в спорных случаях, когда эксперты уже не знают, что возражать, является профессор и, придавливая своим авторитетом, приводит самые странные и казуистические аргументы. «У вас не названы результаты деятельности (Владимира Мономаха)». — «Но у нас назван „Устав Владимира Мономаха“, это же результат осмысленной деятельности, целенаправленно созданный документ, законодательный памятник». «Это не может быть результатом. У нас ведь какая замечательная конституция была — а результат?!» (страшно подумать, какая конституция имелась в виду).

Или: «Я обладаю некоторыми сведениями, согласно которым в „Повести временных лет“ данное событие (битва 1036 года) характеризуется как лишь одно из сражений с печенегами, пусть и выигранное Ярославом. Но разгромом (как в ответе ученика) это назвать нельзя, так как окончательно они были вытеснены позднее половцами» (а между тем в «Повести…», которую ребенок читал, сказано прямо: «И побежали печенеги врассыпную и не знали, куда бежать, одни, убегая, тонули в Сетомли, иные же в других реках, и так гибли, а остаток их бегает где-то и до сего дня»).

А аргумент, что реформа 1861 года была в интересах крестьян, потому что «крестьяне получили свободу», оказывается, совершенно неверный, поскольку свобода — не в интересах крестьян (в пример были приведены Фирс из «Вишневого сада» и пушкинский Дубровский).

На мой взгляд, всё это непорядочно. Зачем прикрывать своим именем такую гадость? И судьбы детей действительно ломаются…

Как сообщают коллеги, подобные безобразия творятся и по другим предметам, и в других регионах. Так, на обществознании девочке, которая доказала, что ее ответ почти текстуально совпадает с ответом в учебнике, эксперт ответила: «А я с этим учебником не согласна и написала бы по-другому» (вот и весь аргумент).

На русском языке в эссе «Музыка в жизни людей» девочка написала: «Произведение Вивальди „Времена года“», ей сказали: «А мы Вам сейчас поставим ошибку, потому что Вы написали просто „Вивальди“, а не „композитора Вивальди“. А вдруг это поэма или роман?» Аргументы, что Вивальди и так все знают как композитора, и тем более зачем писать о романе в эссе о музыке, не подействовали.

И таких примеров множество. Только учителя литературы, которые в прошлом году добились про-ведения совещания после чрезмерно жесткой проверки ученических работ и смогли в результате «переформатировать» комиссию, в этом году жаловались мало. Хороший пример для подражания!

Некоторые предложения по усовершенствованию работы апелляционных комиссий я после обсуждения с коллегами передавал «в инстанции» еще год назад. Одно из них даже было учтено (возможность отслеживания выпускниками технической ошибки в тестовой части при распознавании). Но возможности для произвола остались прежние. Между тем предлагалось:

  1. Разделить экспертов, проверяющих работы выпускников, и экспертов предметных комиссий — это не должны быть одни и те же люди, фактически контролирующие свою собственную работу. Эксперты предметной комиссии должны быть известны в профессиональном сообществе как люди с заслуживающей доверия репутацией.
  2. После сдачи ЕГЭ следует немедленно публиковать все использовавшиеся задания с правильными ответами и критериями оценивания. Если ФИПИ воспротивится этой идее, то следует хотя бы обязать знакомить выпускников и их родителей (законных представителей) с правильными ответами и критериями оценивания на апелляциях, чтобы все заинтересованные стороны могли проверить свои ответы, сравнить их с «официальными», определить, где и в чем несоответствие.
  3. Необходима полная открытость работы апелляционной комиссии. В заседаниях могут принимать полноценное участие родители, учителя и иные представители выпускника (по доверенности). Видеозапись заседаний комиссии должна быть при необходимости доступна. Решения комиссии оформляются в специальном протоколе с их обоснованием.
  4. Комиссия обязана принимать во внимание аргументы, подкрепленные ссылками на учебники и учебные пособия, имеющие гриф Министерства образования и науки РФ.

В этом году я подготовил письмо в Департамент образования Москвы и Рособрнадзор с просьбой организовать в первой половине июля (до начала массовых отпусков) встречу всех заинтересованных сторон с обязательным участием председателя предметной комиссии по истории И. Н. Данилевского и ее членов, чиновников департамента, учителей и родителей и обсудить следующие вопросы:

  1. итоги деятельности предметной комиссии по истории в 2015 году (анализ конкретных ситуаций и статистической информации, если она будет предоставлена);
  2. пути совершенствования работы предметной комиссии;
  3. порядок формирования предметной комиссии по истории и роль общественных организаций (Ассоциация учителей истории и обществознания).

Важно отметить, что письмо подписали учителя истории нескольких ведущих московских школ (№ 1535, Лицея «Вторая школа», «Интеллектуала», № 1514 и др.). Значит, проблема реально существует. Но ответа пока нет.

P. S. Дорогие коллеги, получил ответ из Департамента образования Москвы по обращению в связи с апелляциями от П. В. Кузьмина (и. о. директора Московского центра качества образования ДОгМ). Он предлагает организовать встречу в формате круглого стола с участием представителей Департамента образования, предметной комиссии и ассоциации учителей истории. Первоначально предложил дату 21 июля («к этому времени у нас будут некоторые статистические материалы для предметного разговора»), но я сказал, что многие уже разъедутся в отпуск (меня, например, в это время в Москве не будет). Согласовали ориентировочно 24-25 августа 2015 года.

Японские и русские ученые создали общую систему тестирования ПО для роботов

Инженеры из университетов Томска и Киото (Япония) создали первую в мире систему, которая позволит разработчикам программного обеспечения для роботов-андроидов создавать ПО, не имея собственного робота. Об этом ТАСС сообщил автор проекта, томский инженер Дмитрий Якушин.

"Впервые можно разрабатывать софт для роботов-андроидов через интернет: в рамках своего проекта мы создали специальную установку, которая позволит испытать ПО, не покупая дорогостоящего робота. Веб-приложение позволяет загрузить софт в реального робота, а стационарные камеры и сенсоры андроида - посмотреть, успешно ли прошло испытание и сколько потребовалось времени на достижение цели", - рассказал инженер.

Он пояснил, что реализовывал проект в течение двух лет вместе с японским студентом во время обучения в магистратуре по программе двойных дипломов между Томским госуниверситетом систем управления и радиоэлектроникии Университетом Рицумейкан (Киото).

В состав комплекса входит испытательный робот и площадка для тестирования, которая расположена в Киото. Загрузив разработанный софт в этого робота с помощью специального сайта, автор программы сможет через него же наблюдать за ходом тестирования на "полигоне" размером 2 на 1,5 метра, который позволяет проверить, как робот будет выполнять поставленную перед ним задачу.

По словам разработчика, проект решает две задачи. С одной стороны, те, кому интересно разрабатывать программы для гуманоидных роботов, могут делать это, не приобретая дорогостоящего оборудования. С другой стороны, результаты испытаний ПО выкладываются в открытый доступ, и разработчики со всего мира смогут быстрее решить актуальные проблемы робототехники, опираясь на исследования коллег.

Система работает в тестовом режиме, в настоящее время ею пользуются более 40 разработчиков со всего мира, в том числе из Германии, Индии, России, Франции и Японии.

Аспиранты из Академгородка популяризируют науку на Ютубе

23 июл 2015 - 16:43

Иван Меренков и Виктор Симонов, аспиранты институтов неорганической химии и Института автоматики и электрометрии СО РАН на портале youtube.com запустили проект «Чуть-чуть о науке».

Молодые ученые, с присущим им юмором, рассказывают о науке простым и доступным языком. Передача будет выходить три раза в месяц. На данный момент вышло три выпуска.

Состоялся запуск «Союза» с новым экипажем МКС

23 июл 2015 - 16:42

Ракета-носитель «Союз-ФГ» с космическим кораблем «Союз ТМА-17М» и новым экипажем запущена на Международную космическую станцию (МКС), передает РИА «Новости».

Как отмечается, это первый запуск после аварии «Прогресса» в апреле этого года.

В сообщении говорится, что сближение «Союза» с МКС будет происходить по короткой четырехвитковой схеме, а стыковка будет производиться к малому исследовательскому модулю «Рассвет» (МИМ1) в 05.46 мск.

На МКС отправились Олег Кононенко (Роскосмос, командир корабля), Кимия Юи (JAXA, бортинженер-1) и Челл Линдгрен (НАСА, бортинженер-2).

Аварийный запуск ракеты «Союз» с грузовым кораблем «Прогресс-М» произошел 28 апреля 2015 года.

Ученые: на острове Белый появились южные виды животных из-за изменения климата

23 июл 2015 - 16:40

Южные виды грызунов и птиц появились на острове Белый в Карском море и в поселке Сабетта Ямало-Ненецкого автономного округа. Ученые, которые их обнаружили, связывают это с изменением климата, сообщили в пресс-службе окружного правительства.

"Биологи завершили сезонные исследования на острове Белый и в Сабетте. Во время экспедиции, которая длилась около двух недель, они обнаружили южные виды грызунов, таких как полевки, и птиц - степной лунь, рябинник", - уточнили в пресс-службе.

"В арктической тундре обычно полевки не живут. То, что там появились в большом количестве эти грызуны и само их соседство с леммингами - полярными обитателями, считается новым явлением, которое предстоит еще изучить", - приводит пресс-служба слова научного сотрудника Арктического университета Норвегии Дороте Эрих.

Как пояснил ТАСС доктор биологических наук, специалист Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН Рашит Хантемиров, южные виды животных передвигаются на север вслед за потеплением климата. "Полевки стали вытеснять дальше на север своих полярных соседей леммингов, а лисы - песцов", - сказал он.

Кроме того, во время экспедиции на остров Белый ученые обнаружили увеличение популяции полярных сов. "В долинах небольших рек - на возвышенностях - учеными зафиксировано около полутора сотен белых сов, хотя ранее в этом районе встречалось всего лишь около 15-20 особей. Такой концентрации никогда в научной литературе описано не было, и это подтверждает особенную ценность острова Белый", - подчеркнул сотрудник экологического научно- исследовательского стационара Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН Лабытнанги Александр Соколов.

Из графена создали самую миниатюрную чудо-лампочку

23 июл 2015 - 16:35

Американские и южнокорейские ученые сделали еще один шаг к созданию оптического компьютера, который будет значительно быстрее обычных компьютеров передавать и обрабатывать информацию. Они создали из графена самую маленькую электрическую лампочку. Ее толщина – один атом.

Американские и южнокорейские ученые сделали еще один шаг к созданию оптического компьютера, который будет значительно быстрее обычных компьютеров передавать и обрабатывать информацию. Они создали из графена самую маленькую электрическую лампочку. Ее толщина – один атом.

Американские ученые из университета Колумбия вместе с коллегами из Южной Кореи нанесли крошечные кусочки графена на микроскопические металлические электроды и закрепили их на поверхности силиконовых чипов. Пропуская по электродам ток, ученые нагревали графен до очень высоких температур. При температуре 2500 °С графен начинает испускать очень яркий свет. Он настолько ярок, что его можно видеть невооруженным глазом несмотря на крошечные размеры источника. При этом очень высокая температура не повреждает силиконовый чип, на котором установлено устройство.

«Мы фактически создали самую маленькую лампочку,- цитирует профессора Колумбийского университета Джеймса Хоуна, одного из авторов изобретения, журнал Nature Nanotechnology.- Этот новый источник света можно устанавливать на чипы. Открытие открывает путь к созданию гибких, прозрачных и сверхтонких дисплеев толщиной один атом».

Крошечные источники света на компьютерных чипах необходимы для создания «фотоновых» схем оптических компьютеров, которые будут работать не на электричестве, а на импульсах света. Это открытие поможет создать принципиально новое переключающее устройство для оптических компьютеров.

Ученые обнаружили еще одно ценное свойство «графеновых» минилампочек. Меняя размеры графеновых полосок можно менять длину световых волн.

Графен – двумерный кристалл модифицированного углерода, состоящий из одиночного слоя атомов и представляющий собой гексагональную решетку. Его открыли российские ученые Андрей Гейм и Константин Новоселов. В 2010 году они получили за свои «передовые опыты» Нобелевскую премию по физике.

Очень высокие прочность, прозрачность и проводимость позволяют применять его везде, начиная от смартфонов и компьютеров и заканчивая зданиями и спутниками.

Прозрачность и проводимость графена помогут создать новое поколение дисплеев для смартфонов. При помощи графена, который будет отталкивать воду, можно создавать нержавеющие автомобили.

Графен можно даже использовать для опреснения морской воды. Крошечные отверстия в графеновой решетке фильтра будут пропускать молекулы воды и задерживать соль.

Сибирские учёные запустили третью очередь ЛСЭ

На новосибирском лазере на свободных электронах получена генерация перестраиваемого по длине когерентного инфракрасного излучения. Это открывает новые перспективы для фундаментальных и прикладных исследований в области инфракрасной фотохимии.

Лазер построен на базе четырехоборотного электронного ускорителя-рекуператора. Первая его очередь была запущена в 2003 году, она работает в терагерцовой области от 270 до 90 микрон, вторая — в 2009 году (от 80 до 37 микрон), генерация на третьей впервые получена 6 июля в 14.50 на длине волны 9,6 микрон с возможной перестройкой в диапазоне 5 – 30 микрон — это уже инфракрасное излучение. «Мы, с одной стороны, решили физическую задачу — создали четырехоборотный ускоритель-рекуператор (что очень важно не только для лазера на свободных электронах, но и для решения других задач), а с другой — получили генерацию в диапазоне, интересном для инфракрасной фотохимии — одного из направления исследований Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН», — рассказывает советник  РАН, директор Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения академик Геннадий Николаевич Кулипанов.

Вся современная инфракрасная фотохимия имеет в своей области только один мощный источник — СО2-лазер, использовать который можно не на все соединения, а лишь на те, чьи резонансные частоты подстроены под его длину волны. «Эту проблему очень хорошо иллюстрирует один старый анекдот, — комментирует Геннадий Николаевич. — В полночь, под фонарём ползает человек и ищет часы. Его спрашивает, ты здесь их потерял? Он отвечает — нет. — А почему тогда ищешь здесь?  — Потому что здесь светло». Так и современная инфракрасная фотохимия пока развивается только «под фонарем СО2-лазера».

Перестраиваемые источники инфракрасного излучения сегодня существуют, но все они недостаточно мощные. Благодаря третьей очереди новосибирского лазера на свободных электронах теперь становится возможным подбирать длину волны под каждое конкретное соединение. Мощность же при этом сохраняется очень большая.

Для работы обычного лазера используется какое-либо «рабочее» вещество, которое всегда имеет определенный спектр излучения. В новосибирском ЛСЭ же применяется пучок электронов, движущийся в ондуляторе. Изменяя энергию электронов и параметры ондулятора, можно изменять по своему усмотрению длину волны излучения в очень широких пределах. Единственный недостаток такого прибора — большие размеры, что исключает его использование как настольного. Новосибирский ЛСЭ занимает площадь около тысячи квадратных метров. Зато средняя мощность его излучения — пятьсот ватт, физики надеются увеличить её до нескольких киловатт. Других источников перестраиваемого по длине волны когерентного субмиллиметрового и инфракрасного излучения такой мощности в мире до сих пор нет.

Инфракрасное излучение позволяет, возбуждая излучением определённую структурную группу в молекуле, ослабить тем самым существующие химические связи между атомами. Таким способом можно попытаться направить реакцию по пути, отличному от того, который был бы в обычных условиях. Либо, взяв смесь веществ с близкими химическими, но различными инфракрасными свойствами, и воздействуя инфракрасным излучением на молекулы одного компонента, можно заставить его вступить в реакцию  с добавленным реагентом, в то время как другая составляющая соединения останется без изменения. Таким образом, в некоторых случаях с помощью лазера можно действительно управлять химическими процессами.

Эти исследования отличаются от привычной фотохимии тем, что энергия кванта излучения намного меньше энергии связи атомов в молекуле. «Для преодоления обозначенного противоречия есть два пути:  многофотонное возбуждение, когда одна молекула поглощает так много энергии, что способна продиссоциировать, то есть распасться на химически активные  фрагменты — свободные радикалы. Другой путь, который как раз осуществлялся в нашей лаборатории — это воздействие на реакции с малым активационным барьером, — говорит заведующий лабораторией лазерной фотохимии Института химической кинетики и горения СО РАН доктор химических наук Евгений Николаевич Чесноков. — Для многих реакций с участием свободных радикалов его величина сравнима с энергией кванта инфракрасного излучения, поэтому даже одноквантовое возбуждение молекулы  помогает преодолеть этот барьер».

Энергетический барьер — это разность между средним энергетическим уровнем молекулы (та энергия, которой обладает большинство молекул системы в данный момент) и энергетическим уровнем реакции (запас энергии, которым должны обладать молекулы, чтобы их столкновение стало эффективным). Чем он больше, тем медленнее идет реакция.

Подход с применением  одноквантового возбуждения выглядит предпочтительнее, поскольку предполагает более экономное использование лазерного излучения. Но реализовать его оказалось намного сложнее. Большинство работ по инфракрасной фотохимии используют именно многофотонное возбуждение и последующую диссоциацию молекул.

«Управлять химической реакцией путем одноквантового колебательного возбуждения удалось только в нашей лаборатории. В этих работах возбуждались колебания связи углерод – фтор, и скорость реакции увеличивалась в сотни раз. Хотелось бы продолжить исследования при возбуждении других химических связей, у которых частоты колебаний находятся в другой спектральной области (например, большинство органических молекул содержит связи кислород -углерод, колебания которых поглощают излучение на 6 – 8 мкм), раньше такой возможности у нас не было. Цель этих исследований — получить действительно новую фундаментальную информацию, узнать, за счет какой именно внутренней энергии молекула преодолевает активационный барьер реакции», — рассказывает Геннадий Кулипанов.

С прикладной стороны инфракрасное излучение открывает путь к проведению различного рода селективных процессов и созданию на их базе технологий очистки или разделения компонентов с близкими свойствами. Так, в предыдущих экспериментах Института химической кинетики и горения СО РАН удалось разделить с его помощью изотопы кремния. «Этот химический элемент, широко применяющийся в полупроводниковой промышленности, содержит 3 изотопа. Кристаллы же кремния, у которых он только один, обладают определёнными преимуществами: имеют более высокую теплопроводность и так далее», — комментирует Евгений Чесноков.

Химические исследования на третьей очереди ЛСЭ ещё не начались. Учёные пока только продемонстрировали работу лазера, измерили его мощность и длину волны, и сейчас готовятся к выводу излучения в экспериментальный зал. Предполагается, что реальные эксперименты (а возможно, и решение некоторых практических задач) должны начаться в следующем году.

 

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS