Экспрессный тест на антибиотики и новые способы применения супергидрофобных покрытий: школьники представили свои разработки в «Сириусе»

В образовательном центре «Сириус» завершилась ноябрьская проектная смена по химии, организованная преподавателями Института химии СПбГУ при поддержке волонтеров — студентов и аспирантов. Свои заявки подали более 1300 победителей Всероссийских олимпиад и конкурсов исследовательских работ со всей страны, но стать ее участниками смогли только 48 самых талантливых школьников.

На обучение в рамках программы были приняты учащиеся 9–11 классов, которые проявили глубокий интерес к химии, продемонстрировав высокую результативность при освоении образовательной программы, а также выдающиеся результаты в области научно-технологического проектирования.

За десять дней до начала смены на сайте центра «Сириус» были размещены краткие презентации и аннотации исследовательских проектов, а также методические указания к их выполнению, чтобы участники могли ознакомиться с ними заранее и сделать осознанный выбор. Школьникам предлагались такие темы, как «Синтез люминесцентных металл-органических каркасных структур лантаноидов для создания флуоресцентных красок», «Хроматографический профиль антиоксидантов растений субтропического культур», «Кристаллизация комплексных соединений из многокомпонентных растворов электролитов», а также «Применение современных ионообменных материалов для разделения ионов редкоземельных элементов» и многие другие. В этом году к разработке проектов для школьников впервые подключились ученые-физики, предложившие начинающим исследователям две новые темы, и, по словам организаторов, сотрудничество представителей разных научных направлений себя оправдало.

Участников смены ожидала насыщенная образовательная программа, в которую помимо работы над исследовательскими проектами были включены научно-популярные лекции профессора СПбГУ Анны Карцовой «Новые аллотропные модификации углерода», профессора Самарского государственного технического университета Сергея Яшкина «Алмазоподобные углеводороды: путь длиною в век» и вечер химического эксперимента «Удивительное рядом», который подготовил для них студент-химик СПбГУ, инженер MEL Science Александр Булдаков. Также школьники приняли участие в олимпиадных тренингах, химической олимпиаде и музыкально-поэтическом вечере.

Свои заявки подали более 1300 победителей Всероссийских олимпиад и конкурсов исследовательских работ со всей страны, но стать ее участниками смогли только 48 самых талантливых школьников.

Главным событием образовательной смены стала научно-практическая конференция по итогам выполнения исследовательских проектов. Результаты всех исследований были признаны достойными, но отдельно были отмечены четыре проекта, презентация которых оказалась, по мнению участников, наиболее яркой.

Первое место занял проект «Определение содержания тяжелых металлов в почвах различных регионов России», выполненный под руководством старшего преподавателя СПбГУ кандидата химических наук Сергея Савинова и волонтера — студента СПбГУ Давида Кудряшова. В ходе исследования школьники установили, что разные методики пробоподготовки дают различные результаты определения подвижных форм металлов для разных проб. Так, содержание углерода в почве Санкт-Петербурга составляет 4,4 %, в Сочи 1,6 %, актуальная кислотность в pH ―7,2 и 7,9, а обменная кислотность в pH 5,5 и 6,7 соответственно. Содержание тяжелых металлов (магния, цинка, свинца и меди) в городах не превышает предельно допустимой концентрации.

Второе место разделили два проекта ― «Пара жемчужин из богатого мира наночастиц: магнитная жидкость и коллоидное золото» (руководитель — доцент СПбГУ кандидат химических наук Александр Ванин, волонтер — студент Университета Алексей Смирнов) и «Разработка и анализ перспектив нестандартных путей использования супергидрофобных покрытий» (руководитель — старший преподаватель СПбГУ кандидат физико-математических наук Вячеслав Рогожин, волонтер — доцент Университета кандидат физико-математических наук Александра Лезова).

В ходе выполнения первого проекта участникам удалось получить наночастицы магнетита, золота и серебра, а также магнитный абсорбент для поглощения ионов тяжелых металлов. Ребята разработали экспрессный и специфичный тест на антибиотики (ампициллин) и создали методику определения содержания активной фармацевтической субстанции (фолиевой кислоты) в готовой лекарственной форме.

Школьники, работавшие над поиском путей применения супергидрофобных покрытий, смогли собрать и испытать установку, позволяющую опреснять морскую воду только за счет энергии окружающей среды, и комплекс для непрерывного отделения высоколетучих компонентов, который можно применять непосредственно в биореакторе в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Кроме того, они создали две модели искусственного легкого и предложили способы дальнейшего усовершенствования предложенных методик.

Третье место было присуждено проекту «Синтез и изучение свойств азокрасителей» (руководитель — инженер-исследователь СПбГУ, аспирант Александр Коронатов). Его авторы провели синтез триазена и изоксазолона, выявили механизмы реакции получения изоксазолона и смогли подтвердить структуры этих соединений с использованием спектров поглощения и протонно-магнитного резонанса. В завершение проекта ребята окрасили образцы ткани с помощью синтезированных азосоединений.