В рамках XXII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, который в 2024 году проходит на федеральной территории Сириус, впервые проводится программа для школьников. Научные команды работают над реальными проектами в области химии и материаловедения. Всего участники включились в пять задач. Одна из команд решает задачу по защите стали от коррозии. Другая занимается синтезом и изучением свойств неорганических металлов для защиты турбин самолетов, ракет и другого оборудования, которое подвергается высоким термическим нагрузкам.
В программе принимают участие 34 школьника со всей России. Они прошли отбор по итогам конкурса, в котором приняли участие более 1 400 человек.
Одна из проектных групп решает задачу, связанную с защитой стали от коррозии. Команде необходимо изучить, как условия окружающей среды влияют на металл, и протестировать разные варианты защиты поверхностей от разрушительных процессов.
«Наш модельный материал – это углеродистая сталь, на ее примере мы проследим эффективность различных вариантов противокоррозионной защиты в атмосферах различной коррозионной активности. Мы будем по-разному модифицировать поверхность нашего материала и сравнивать эффективность обработки. У нас междисциплинарный проект – он охватывает разные области знаний от природоведения до органической химии. К тому же он является важным инструментом профориентации», – говорит один из руководителей проекта, ведущий научный сотрудник Института физической химии и электрохимии Российской академии наук Владимир Душик.
Чтобы выполнить лабораторные исследования, школьники проводят испытания на открытом воздухе. Участники сами собрали установку для экспериментов и установили на нее несколько образцов стали с разными покрытиями, которые нанесли в лаборатории. В течение двух недель школьники будут изучать, как окружающая среда влияет на образцы. Также они сравнивают, какой метод обработки от коррозии эффективнее: нанесение на поверхность стали цинкового покрытия, обработка в ингибиторах коррозии или модификация поверхности с помощью лазерного воздействия.
«Химией и проектной деятельностью я заинтересовалась в лицее, а теперь мне хочется развиваться в этом направлении. Мы изучаем коррозионные процессы и проводим эксперименты. Нам предстоит выяснить, как на металл воздействуют атмосферные условия в естественной среде, а также в искусственных условиях – специальной камере тепла и влаги. Проект позволяет попробовать себя в роли настоящих исследователей», – говорит 8-классница София Шаламова из Президентского лицея «Сириус».
«Для меня важно то, что проект междисциплинарный и охватывает разные области, в том числе экологию, которой я тоже интересуюсь. Здесь я углубила свои знания и получила новые навыки, например, инженерные, ведь я никогда раньше не собирала своими руками экспериментальную установку», – говорит учащаяся 11-го класса Физтех-лицея имени П.Л. Капицы Полина Павлова из города Долгопрудного.
Еще одна команда изучает синтез и физико-химические свойства неорганических материалов, которые можно применять в качестве термобарьерных покрытий. Такие разработки важны для защита турбин самолетов, энергетических установок, ракет, которые при эксплуатации испытывают высокие термические нагрузки и подвергаются негативному воздействию компонентов окружающей среды.
«Этот проект является частью научных исследований, они проводятся в нашем институте. В последнее время нас интересуют оксидные соединения, которые позволят улучшить термобарьерные свойства газотурбинных двигателей и защитить их от внешнего воздействия. Чтобы создать такие материалы, ученые изучают свойства различных веществ. Среди перспективных кандидатов – вещества, содержащие ниобий и редкоземельные элементы, их и предстоит изучить участникам команды», – рассказывает один из руководителей проекта, старший научный сотрудник Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова Российской академии наук Михаил Рюмин.
В рамках проекта школьники углубятся в изучение научной литературы, познакомятся с последними разработками ученых, с помощью лабораторных методов изучат свойства редкоземельных элементов, чтобы определить перспективы их применения.
«Я углубленно изучаю органический синтез, медицинскую химию, фотохимию, а наш проект связан с материаловедением. Инженеры создают детали для машиностроения и космической отрасли, а ученые-химики помогают сделать эти детали прочнее и качественнее. Мы учимся работать с литературой, выдвигать гипотезы, проводить лабораторную работу», – рассказывает 11-классница из Москвы Полина Новоселова.
«Мне хотелось бы развиваться в медицинской химии, заниматься разработкой лекарств, то есть не просто получить образование, а сделать так, чтобы мои знания приносили пользу, создать что-то важное для людей», – поделился 11-классник из Ярославской области Данила Попов.
Результаты этих и других проектов участники программы представят на итоговой конференции, где выступят перед действующими учеными, сотрудниками крупных научных институтов и академиками, которые принимают участие в основной программе Менделеевского съезда.
