Ученица инженерного класса НИТУ «МИСиС», одинадцатиклассница московской школы № 1080 Алена Никифорова выиграла российский этап международного конкурса Intel International Science and Engineering Fair и представит свою научно-практическую разработку — нефтяной «пылесос» — в США (г. Питтсбург) в мае 2018 года. Научный руководители проекта — заведующий кафедрой физической химии НИТУ «МИСиС» профессор Михаил Астахов.
Алена Никифорова разработала инновационный метод получения гидрофобного покрытия для создания на его основе устройств очистки поверхности воды от масел, эмульсий и нефтепродуктов. По сути, она придумала фильтр для уникального нефтяного «пылесоса», который может эффективно собирать нефтяную пленку с поверхности моря или океана после аварий и нештатных ситуаций в нефтяной промышленности, не нарушая водного баланса. Алена, в составе научной группы, уже получила патент на изобретение.
По разработанной методике гидрофобизации на кафедре физической химии НИТУ «МИСиС» был получен образец на основе высокопористого шамота — огнеупорного кирпича, простого и экологичного материала. Такой материал может являться промышленной основой фильтра для прибора по очистке воды от масел и нефтепродуктов.
Проект Алена Никифорова начала разрабатывать в 10 классе под руководством наставников-материаловедов из НИТУ «МИСиС». Весной 2017 года она успешно презентовала его на студенческих Днях науки университета, а затем во Всероссийском образовательном центре «Сириус» (г. Сочи), где продолжила работу с преподавателями НИТУ «МИСиС» в рамках летней проектной смены «Большие вызовы» по направлению «Новые материалы».
В октябре 2017 года Алена Никифорова представила свой проект на российском отборочном туре конкурса Intel ISEF — крупнейшего международного довузовского научного конкурса — и вошла в число 4 победителей, которые представят Россию на состязании юных ученых и разработчиков в США в мае 2018 года. Каждый год приблизительно более 2000 учеников старших классов более чем из 75 стран демонстрируют свои исследования и соревнуются за призовой фонд в $4 миллиона. В 2018 году Россию будут представлять 4 участника.
О разработке Алены Никифоровой
Проблема загрязнения мирового океана в настоящее время приняла очень серьезные формы. Поэтому способ получения недорогих и простых в изготовлении гидрофобных покрытий, обеспечивающих разделение нефтепродуктов и воды, весьма актуален.
Гидрофобные покрытия не отталкивают молекулы воды, а взаимодействуют с ними, но крайне слабо. Гидрофильные покрытия, в свою очередь, хорошо взаимодействуют с водой. В качестве исходного материала Алена Никифорова выбрал войлок, как основу фильтрующего элемента. Войлок подвергался процессу термообработки в течении 40 минут в потоке пропана и паров воды при температуре 7000 C. При этом нагрев и охлаждение проводилисьв инертной атмосфере, с помощью газа аргона. В результате на поверхности материала были получены нитевидные образования углерода, что было подтверждено электронно-микроскопическими исследованиями.
Искомую гидрофобность полученных образцов определяли по углу смачивания каплями воды, которые наносились на их поверхность. После обработки войлока капли воды оставались на поверхности, что доказывает его гидрофобность. При этом образец впитывал масло так же хорошо. Таким образом, полученный материал является гидрофобным и в то же время олеофильным, то есть он отталкивает воду, и одновременно впитывает масло. Что и требуется для устройства сбора нефти с поверхности воды.
Проект «Инженерный класс в московской школе»
Проект «Инженерный класс в московской школе» реализуется департаментом образования города Москвы совместно с лучшими техническими вузами и высокотехнологичными предприятиями города. Основной задачей проекта является создание современных форматов обучения, которые позволили бы школьникам использовать уникальные образовательные возможности столицы.
«Инженерный класс в московской школе» — один из многочисленных проектов по профнавигации, в которых участвует НИТУ «МИСиС». Более 2000 старшеклассников из 35 московских школ учатся сегодня в инженерных классах НИТУ «МИСиС». Лучшие выпускники инженерных классов получают дополнительные баллы к результатам ЕГЭ при поступлении в НИТУ «МИСиС».
