Сегодня: четверг, 14 ноября 2019 года
Пробки: 2
Погода: +2 °C Облачно с прояснениями Ветер: 4 м/с Влажность: 92%
Чебоксарские школьники помогут улиткам доползти до Луны и заставят микробов зажигать лампочки

Рассказываем о воспитанниках "Кванториума", которые в будущем могут стать знаменитыми учеными и изобретателями

06 февраля 2019, 11:42 | Мой город Чебоксары

Недавно чебоксарскому «Кванториуму» исполнилось два года. На сегодня в нем занимается около 800 школьников по шести направлениям: Аэроквантум, IT-квантум, Биоквантум, Наноквантум, Робоквантум и Энерджиквантум. Невозможно рассказать обо всех проектах, которые здесь делают дети. Мы остановились лишь на нескольких, на наш взгляд, наиболее ярких и интересных.

Ультразвук подскажет, где ступенька

Воспитанник IT-квантума, шестиклассник Максим Сивкин, надевает мне на руку браслет с черной коробочкой размером с два спичечных коробка и предлагает пройтись по кабинету с закрытыми глазами. Я выставляю руку чуть вперед и иду по направлению к стене. В какой-то момент устройство начинает вибрировать. Когда до стены остается полметра, я открываю глаза, потому что вибрация становится очень настойчивой.

Устройство Максима предназначено для незрячих и людей с ослабленным зрением, которое может помочь им передвигаться, к примеру, по квартире, не натыкаясь на препятствия. Принцип его действия похож на работу эхолота. Один ультразвуковой датчик посылает звуковую волну, она отражается от препятствия, другой датчик ее принимает. Информация, сколько времени волна находилась в пространстве, обрабатывается мини-компьютером, который определяет расстояние до препятствия. Если оно оказывается менее одного метра двадцати сантиметров, подается сигнал на вибромотор. Чем ближе препятствие, тем сильнее вибрация.  

– До этого я собрал парктроник, потом «пошарил» в Интернете и наткнулся на почти такой же прибор, как и это устройство. Правда, стоил он 500-700 долларов. Мое устройство обошлось в 315 рублей, – рассказывает Максим.


Все комплектующие нашел в интернете – датчики, контроллер. Вибромотор от пятого айфона заказал на Aliexpress.


Сначала собрал прототип – все датчики помещались в большую коробку из прозрачного материала. Потом сам спроектировал и распечатал на 3D-принтере корпус устройства так, чтобы его можно было более-менее удобно носить на руке. Для этого школьнику пришлось освоить навыки 3D-моделированию. Придумал защелки для крышки коробочки, в которой находятся элементы устройства.

– Инженерная мысль иногда упирается, в, казалось бы, мелочи. Например, есть крышка, и нужно сделать, чтобы она закрывалась и не соскакивала, – поясняет папа Максима, Алексей Сивкин, сам инженер-электронщик.

Максим говорит, что его устройство имеет неоспоримое преимущество перед тростью. Людям с ослабленным зрением не нужно постоянно водить ею из стороны в сторону, чтобы определить препятствие. Угол сканирования датчиков устройства составляет 60 градусов, и оно само даст знать об этом, главное правильно держать руку. Школьник добавляет, что важно еще не только понять, что перед тобой препятствие, нужно знать, с какой стороны его обходить.

Кто полетит в космос вместо коровы?

По планам «Роскосмоса», к 2035 году на поверхности Луны высадится первый российский экипаж, и там появится населенная лунная база. Есть даже такой конкурс космических проектов «Лунная одиссея 2035», который проводится в Королеве на базе местного «Кванториума». Школьники из Аэроквантума готовятся к участию в нем и разрабатывают несколько проектов. Одни проектируют базу, другие пытаются сконструировать машину времени.

Одиннадцатиклассник Кирилл Андреев задался вопросом: чем будут питаться лунные поселенцы? Сейчас продукты на орбиту доставляют грузовыми космическими кораблями. Но ведь корову или свинью в космос не запустишь. Кирилл полагает, что это и не нужно, вместо них полетят улитки ахатины.

 – Эти улитки вырастают до 25 сантиметров в длину и достигают веса в 200 граммов. В «Биоквантуме» нам рассказали, что белков в них содержится больше, чем в мясе. То есть они могут составлять белковый рацион космонавтов и будущих лунных поселенцев, – говорит Кирилл.


Но сможет ли улитка полететь в космос, и как она выдержит перегрузки и невесомость? Найти ответ на этот вопрос и пытаются ребята.


Улитки уже поселились в Аэроквантуме и ждут своей участи, а школьники демонстрируют, пока на компьютере, модель ракеты, на которой ахатины отправятся в полет. В ней два спутника, каждый размером с алюминиевую банку из-под газировки. В одном находится медицинский модуль с ЭКГ и мини-компьютер, который будет записывать показания с датчиков. В другом спутнике поместится улитка. Специальными электродами ее присоединят к медицинскому модулю. За поведением улитки будет следить видеокамера.   

Сейчас школьники заняты написанием программы для того, чтобы на определенных этапах полета запускались различные действия, например, на какой высоте должен открыться парашют. В программировании им помогают студенты местного политеха.

Первый запуск ребята планируют осуществить ближе к лету, когда наступит подходящая погода. Ракета уже готова и ждет старта. За ее создание и моделирование полета отвечает восьмиклассник Павел Емельянов. Кстати, он, чуть ли не первым в стране, придумал распечатывать ракеты на 3D принтере. Школьник говорит, что вроде это очевидная вещь, но никто раньше до нее додумался. К тому же у других ракеты получаются очень тяжелые, а чебоксарские уже успешно летают на российских соревнованиях. Высота полета ракеты составит 200 метров. Ребята утверждают, что даже на такой, казалось бы, небольшой высоте, можно получить результаты.

Преподаватель Аэроквантума Владимир Сенчихин добавляет, что это не пустая затея школьников. Детский технопарк часто работает по заданиям, которые дает НИИ Ядерной физики МГУ. Поэтому не исключено, что выводы ребят могут лечь в основу серьезных разработок в области космонавтики.

Как получить электричество из сточных вод?

Сборная команда Наноквантума стала победителем международного конкурса ICET-2018 с проектом по созданию МТЭ – микробного топливного элемента. Ребята рассказывают, что проектом начали заниматься, можно сказать, случайно.

– Один месяц срабатывались, играли в игры, пили чай, – шутит девятиклассница Ольга Егорова. Ее коллега по команде Антон Ледров с серьезным видом поправляет: «Занимались теорией и читали литературу».

По заданию конкурса нужно было собрать работающее устройство из имеющихся материалов и запустить его так, чтобы оно вырабатывало ток. Причем ключевой элемент устройства – это электрогенные бактерии – микроорганизмы, способные вырабатывать электричество.

– На самом деле существует несколько разновидностей МТЭ. Мы же должны были придумать решение с максимальным эффектом, – добавляет еще один участник команды Владислав Александров.

Школьники, которые только третий год изучают физику и второй – химию, объясняют принцип работы устройства. Состоит оно из двух камер, анодной и катодной. В них помещены электродами, а между ними находится мембрана. В анодной камере – вода с бактериями. Их, кстати, ребята искали в грязных лужах по всей стране: от райцентров Чувашии до Крыма.

– В качестве загрязняющего элемента мы использовали глюкозу. Бактерии питаются органикой и для своей жизнедеятельности забирают часть электронов, которые высвобождаются от разрыва химических связей. При этом некоторые электроны остается в среде. С помощью медиаторов электрода мы забираем их по внешнему контуру в катодную камеру. В эту цепь, например, можно подключить лампочку, – Ольга увлеченно рисует в блокноте, что происходит с электронами. – В катодной ячейке находится вода с ферроцианидом калия. Он нужен для взаимодействия с кислородом. Когда бактерии едят, высвобождаются протоны водорода. Они проходят через мембрану, и встречаясь на катоде, электроны и протоны образуют H2O, воду.

Школьники говорят, что устройство требует усовершенствований. Получаемое напряжение пока очень низкое, но электричество при этом получается буквально из ничего. Кроме того, у него есть еще одна функция: бактерии поглощая органику, очищают воду. Этот метод, например, можно использовать на очистных сооружениях. Уже сейчас на одном из этапов при очистке сточных вод используют бактерии, но электричество при этом не вырабатывается.

– Государствам и корпорациям не выгодно переходить на дешевые источники энергии. Нефть и бензин дают огромные доходы. По МТЭ очень мало пишут и в основном в зарубежной литературе. Возможно, крупным ученым не дают заниматься этой проблемой, а что взять со школьников? Может именно мы и изобретем новый альтернативный источник энергии, – со знанием дела рассуждают дети.

Перейти в раздел

Письмо в редакцию
Город
УФАС потребовало снизить цены на проезд в чебоксарских автобусах до 26 ноября
ТЕМА ДНЯ

В связи с этим с регоператор увеличил интервал повторного прикладывания карты к терминалу до полутора часов

Первое специализированное учреждение для содержания нетрезвых лиц откроют в Новочебоксарске

Советы помогут продемонстрировать обществу лучшую версию себя

"Мой город" собрал несколько фактов из истории муниципального предприятия