6
Проект «Самарской газеты» посвящен научно-техническому прогрессу и развитию инженерной деятельности. Рассказываем о технологиях и разработках самарских специалистов.
УЖЕ РАБОТАЕТ: газовый портативный микрофлюидный хроматограф.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: нефтехимия, геологоразведка, криминалистика, экологический мониторинг, медицина, археология.
В начале XX века российский ученый Михаил Цвет впервые предложил принципиально новый метод исследований - хроматографию. Сегодня это один из самых популярных по применимости методов разделения и химического анализа веществ. Почти каждая лаборатория, занимающаяся метрологическим обеспечением, имеет в своем арсенале хроматограф. В основном это стационарные приборы, которые громоздки и не отличаются быстротой в выдаче результатов. Но есть и малогабаритные.
Ученые кафедры химии Самарского университета разработали собственный портативный газовый хроматограф, который смело конкурирует с существующими аналогами. С его помощью можно провести качественный и количественный анализ жидких и газообразных проб в полевых условиях и получить результат «здесь и сейчас» за считанные минуты.
- Мы занимаемся разработкой аналитической техники нового поколения. Наш прибор меньше, легче. По метрологии зачастую превосходит всех конкурентов, поскольку обладает сниженным временем анализа, а чувствительность к компонентам анализируемых проб чуть повышена, - отметил один из разработчиков прибора, кандидат химических наук Владимир Платонов.
Этот прибор уже показал свою эффективность в геологоразведке, экологическом мониторинге, криминалистической экспертизе, а также при проведении археологических исследований. Он определяет состав нефти и газа на нефтехимических предприятиях и газовых перекачивающих станциях. Им можно проанализировать химический состав воздуха в помещении или определить уровень содержания углеводородов в выхлопе автомобиля. В общем, сфера применения очень широкая.
- На данный момент экологический мониторинг и криминалистическая экспертиза выполняются в несколько этапов. За счет человеческого фактора и многостадийной пробоподготовки недостоверность анализа может достигать 90 процентов, - рассказал Платонов. - Наше оборудование позволяет на месте провести подобные анализы, увеличить их достоверность. В МЧС - экспертиза поджогов. С археологами ведется работа по поводу определения состава липидов, содержащихся в нагаре на керамике раннего и позднего энеолита.
Портативный газовый хроматограф прост в эксплуатации. Состоит из трех блоков - устройство ввода пробы, хроматографический модуль и детектирующая система. Как он работает? В прибор вводят смесь веществ, внутри он физически разделяет смесь на отдельные компоненты, которые затем анализируются на предмет качественных и количественных характеристик. Результат выводится на компьютер или планшет через специальную программу, которая показывает точные данные по каждому найденному в смеси веществу.
Особенность прибора - микрофлюидная система. То есть составные части хроматографического модуля, с помощью которого и происходит анализ веществ, переведены на плоскость маленьких металлических или стеклянных пластин. Поэтому прибор по размеру не больше книги, мобильный, имеет достаточно времени для автономной работы из-за сокращения энергопотребления. Хроматограф состоит из отечественных комплектующих, преимущественно созданных сотрудниками университета. За исключением отдельной детали, которую попросту не делают в России. Вес его - от 700 граммов до 2 килограммов, в зависимости от комплектации. Относительно стандартных хроматографов он примерно в 25-30 раз меньше по весу, в 100 раз меньше по объему и потребляет в 250 раз меньше электроэнергии. А по сравнению с портативными хроматографами конкурентов, средний вес которых 6-10 кг, он соответственно в 5-10 раз меньше. Сейчас прибор может выдавать результат до трех минут, в зависимости от списка анализируемых веществ. Но разработчики стремятся свести время к одной минуте.
Параллельно команда ученых работает над тем, чтобы их газовый хроматограф мог еще и летать. Например, анализировать утечку газа на отдаленных расстояниях с помощью квадрокоптера либо других беспилотных систем.
- Сейчас всемирным трендом является применение беспилотных летательных аппаратов. Мы разработали прибор, который работает по беспроводной связи и может управляться дистанционно. Обладает автономным энергоснабжением, газоснабжением. Все находится в одном корпусе, что позволяет его подвесить практически к любому квадрокоптеру и проводить анализы в тех местах, которые до этого были экспертам недоступны, - рассказал Платонов. - Эта разработка позволит делать то, что еще не делали химики-аналитики или делают, но весьма с большими трудозатратами, а это поможет сэкономить по-настоящему большие средства.
Прибор прошел испытания, запатентован, внесен в государственный реестр средств измерений, и сейчас на базе Самарского университета организуют его мелкосерийное производство - до 10 приборов в месяц. В зависимости от модификации цена для потребителей составляет от 300 тысяч рублей (проектируется индивидуально под заказчика). Над проектом работала целая команда, привлекая студентов и специалистов разных областей.
- Проект реализуется на протяжении последних пяти лет. За это время идея воплотилась в фирму по производству газовых хроматографов. Было вложено, наверное, порядка 15-20 миллионов рублей, не считая работы авторского коллектива, который состоит из семи специалистов высокой квалификации. Учитываются грант, средства фирмы, поддержка университета, - рассказал Владимир.
На разработку обратили внимание иностранные ученые. Специалисты кафедры химии, включая Владимира Платонова, сотрудничают с представителями Ольденбургского университета (Германия). Кроме того, разработкой заинтересовалась немецкая компания, продающая модифицированные хроматографы по всему миру. Владимир не исключает того, что года через три самарский прибор будут поставлять в Европу.
ДОСЬЕ
ВЛАДИМИР ПЛАТОНОВ. Кандидат химических наук, доцент кафедры химии Самарского университета.
ОБРАЗОВАНИЕ: Самарский государственный университет (после объединения Самарский национальный исследовательский университет имени С.П. Королева). Химический факультет. Специальность «Химия».
* * *
Владимир Платонов химик в третьем поколении. Его бабушка работала в СамГТУ, делала полимерные материалы. Его отец Игорь Платонов заведует кафедрой химии в университете, где работает сын, продолжая профессиональную династию. Они вместе участвовали в разработке хроматографа.
На счету Владимира более 10 патентов на изобретения. Он является экспертом МЧС, директором Центра физико-химических методов и анализа для археологии и экологии и учредителем фирмы по производству газовых хроматографов. Успевает преподавать в университете и выступать на мероприятиях, продвигая науку не только среди студентов, но и всех интересующихся ей. Например, в 2014 году он выступал в научно-популяризаторском проекте Science Slam Samara, а в 2018 году рассказал про хроматограф на федеральном канале «Культура. Россия» в телепроекте «Научный стендап».
- Я был неплохим программистом, математиком. Получал образование в IT-сфере. Но посчитал, что лучше быть хорошим химиком, чем средним программистом, и пошел на химфак. Я получаю удовольствие, когда что-то объясняю людям. При этом приношу пользу, популяризируя науку и конкретно такую отрасль, как хроматография, - заключил Владимир.
Автор видео: Андрей Семочкин
ЕЩЕ В ПРОЕКТЕ «КТО УЧЁНЫЙ»:
- Альберт Галлямов и гольванический карандаш
- Александр Захаров и тренажер для реабилитации
- Любовь Курганская и прибор для космических экспериментов - Дмитрий Пащенко и источник тепла «отложенного действия»
© 2013-2020, «Современные интерьеры». Все права защищены.
При копировании материалов прямая открытая для поисковиков гиперссылка на artmoder.ru обязательна. 
* XML, HTML