Ноябрьская образовательная программа по химии

Для участия в конкурсном отборе приглашаются школьники 9–11 классов (на 1 сентября 2024 года) из образовательных организаций всех регионов Российской Федерации и стран СНГ, а также Республик Абхазия и Южная Осетия.

Отбор участников образовательной программы производится на основании оценки достижений кандидата в олимпиадном движении и исследовательской работе.

Максимальный суммарный балл — 100. Учитывается одно максимальное значение за участие в олимпиадах и одно — за исследовательскую деятельность. 

Шкала перевода достижений в рейтинговые баллы, а также список необходимых подтверждающих документов:

— Успехи на заключительных этапах олимпиад по профилю «химия» (максимальный балл — 60, учитываются только результаты 2023/2024 года)

Также могут быть учтены результаты регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников:
более 70% баллов — 35 баллов;
от 50 до 70% баллов — 20 баллов.

Результаты других олимпиад (в том числе муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников и отборочных этапов олимпиад перечня Российского совета олимпиад школьников) не учитываются.

Сведения для оценки академических достижений формируются автоматически на основании данных из Государственного информационного ресурса о детях, проявивших выдающиеся способности. Прикладывать к заявке подтверждающие документы не требуется.

— Исследовательская деятельность в области химических наук (максимальный балл — 40, учитываются только результаты 2023/2024 года)

За наиболее интересные работы, представленные на менее значимых конференциях, может быть начислено до 5 баллов.

Подтверждающие документы: сканы дипломов и грамот, копия Положения о конференции, содержащая информацию о ее статусе (ссылка на Интернет-ресурс, содержащий информацию о числе участников, призеров, победителей), информация о теме представленного доклада и реферат работы/презентация доклада.

Список наиболее значимых мероприятий:
1. Всероссийский конкурс научно-технологических проектов «Большие вызовы»;
2. Школьные чтения имени Вернадского;
3. Школьные Харитоновские чтения;
4. Сахаровские чтения;
5. Конференция Intel Авангард;
6. Всероссийская научно-практическая конференции школьников по химии (СПбГУ);
7. Балтийский инженерный конкурс;
8. Открытая научно-практическая конференция школьников (г. Москва);
9. Международная научно-практическая конференция имени профессора Л.П. Кулёва студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» (школьная секция);
10. Казань. «Нобелевские надежды КНИТУ»;
11. Конкурс «Junior Skills»;
12. Региональные и заключительные этапы Всероссийского турнира школьников по химии (результаты, показанные в командном зачете, оцениваются в 50% баллов от результатов личного зачета).

Для перечисленных мероприятий представлять Положение и ссылки на Интернет-ресурсы не нужно.
Участие на олимпиадах и конференциях до 2023/2024 учебного года при формировании рейтинга не учитывается.

В образовательной программе от одного субъекта Российской Федерации (региональная квота) могут принять участие не более 20% от общего числа участников Программы (до 14 человек).

Список школьников, приглашенных к участию в образовательной программе, будет опубликован не позднее 25 сентября 2024 года.

В рамках программы школьники примут участие в исследовательских проектах:
1. Функциональные материалы (Smart materials) на основе ионных жидкостей для концентрирования биологически активных веществ
2. Молекулярно-динамическое моделирование - навигация в море атомов и молекул
3. Изомерия в координационной химии
4. Методы современной органической химии: от синтеза низкомолекулярных органических соединений к флуоресцентным красителям
5. Применение спектроскопии ЯМР в магнитном поле Земли
6. Физическая химия двухфазных жидких систем: эксперимент и моделирование
7. От полимерного нанокомпозита к мембранному материалу для эффективной водоочистки
8. Индикаторные ионные жидкости: синтез и разработка умных материалов на их основе
9. Синтез, изучение структурных особенностей и биосовместимости смешаннолигандных комплексов поздних 3d-металлов(II) Fe–Zn с N-донорными лигандами
10. Микропластик в средствах гигиены и природных источниках, поиск и пути идентификации
11. Полиэлектролиты и их возможности: медицина, экология и другие области применения

Описание проектов

1. Функциональные материалы (Smart materials) на основе ионных жидкостей для концентрирования биологически активных веществ
Руководитель проекта: Е.А. Бессонова 

Аннотация. Цель проекта ­– разработка экспрессных подходов извлечения и концентрирования биологически активных веществ из растительных объектов с применением функциональных материалов.

В настоящее время актуальной задачей является поиск биологически активных веществ в растительных объектах и создание на их основе эффективных лекарственных препаратов. Анализ объектов растительного происхождения представляет собой непростую задачу для аналитической химии из-за сложного состава матрицы пробы. Одной из главных задач современных биотехнологий является разработка быстрых, эффективных и экологически безопасных подходов выделения и концентрирования биологически активных веществ из природных объектов, не наносящих вреда окружающей среде, что отвечает требованиям «зеленой» химии. Большое внимание уделяется применению новых экологически безопасных материалов с настраиваемыми свойствами, к которым относятся такие вещества, как ионные жидкости (ИЖ).

Ионные жидкости – это органические соли с температурой плавления ниже 100° C. ИЖ привлекают большой интерес благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, такими как низкая летучесть, высокая полярность, способность растворять соединения различной природы, возможность изменения свойств в зависимости от решаемой задачи. В ходе проекта участники познакомятся с современными подходами извлечения веществ из природных объектов – методами микроэкстракции (жидкостной и твердофазной), исследуют возможности ИЖ в качестве экстрагентов биологически активных веществ из растительных объектов (таких как полифенолы, аминокислоты, витамины). Для этого ИЖ будут использованы непосредственно как экстрагенты, так и иммобилизованы на поверхности магнитных наночастиц. В качестве объектов данного исследования будут выступать образцы зеленого и черного чая «ГАБА», технология которых в настоящее время впервые разрабатывается в России на базе Всероссийского научно-исследовательского института цветоводства и субтропических культур (г. Сочи). В связи с этим актуальной задачей является детальное исследование содержания биологически-активных веществ в экспериментальных образцах чая, что позволит оптимизировать технологию его получения. В данном проекте для определения качественного и количественного состава растительных экстрактов будет использованы эффективные физико-химические методы анализа смесей веществ – высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и тонкослойная хроматография (ВЭТСХ). Все это позволит увеличить селективность извлечения и получить характеристические профили биологически активных веществ в исследуемых образцах.

В ходе проекта участники познакомятся с технологией создания селекционных сортов, изучат теоретические и практические основы хроматографических методов анализа, научатся применять математические методы для планирования эксперимента и обработки полученных результатов, познакомятся с методами идентификации биологически-активных веществ, получат представления о способах обработки экспериментальных данных, приобретут опыт интерпретации результатов и их публичного представления.  

Презентация

2. Молекулярно-динамическое моделирование – навигация в море атомов и молекул
Руководитель проекта: А.А. Ванин 

Аннотация. В ходе выполнения проекта участники познакомятся с одной из областей вычислительной химии – методом молекулярной динамики и способом его реализации в программном пакете GROMACS. Для овладения методом и рассмотрения его возможностей участники проекта применят его для моделирования ряда систем и их свойств, а также столкнутся с новыми для них понятиями из физической химии. В исследовательской части проекта будут выполнены молекулярно-динамические расчеты:

☆ реальных одно- и многокомпонентных газов; будут найдены условия, при которых происходят значительные отклонения свойств реальных газов от свойств идеального газа;

☆ ионного кристалла, его плавления и испарения, а также обратных процессов конденсации в расплав и отвердевания расплава; рассмотрение этих явлений на атомно-молекулярном уровне позволит детально рассмотреть особенности происходящих процессов;

☆ водного раствора хлорида натрия, растворения соли в воде и сольватации ионов молекулами полярного растворителя;

☆ чистых низкомолекулярных жидкостей и их смесей, будут получены данные о плотности и теплоте смешения при различных температурах и составах смеси;

☆ распределения низкомолекулярных веществ между водным раствором и неполярной (липидной) фазой, что отражает процесс, играющий важную роль при поиске биологически активных веществ и разработки лекарств.

Презентация

3. Изомерия в координационной химии
Руководитель проекта: Н.А. Глухоедов 

Аннотация. В данном проекте планируется знакомство учащихся с понятием изомерии в рамках координационной химии, получение ими практических навыков неорганического синтеза и анализа неорганических соединений. Ключевой частью проекта является тема изомерии, обычно недостаточно рассматриваемая в рамках школьного курса, но широко распространённая для неорганических соединений.

         Участникам будет предложено изучить основы неорганического синтеза и самостоятельно провести синтез комплексных соединений кобальта и меди. Затем планируется провести идентификацию полученных соединений при помощи химических (комплексонометрическое титрование) и физико-химических (РФА, ИК, при возможности вырастить монокристаллы - РСА) методов анализа, чтобы определить чистоту и выход продуктов, провести анализ литературных источников и сравнить с ними полученные результаты.

         Участие в проекте с образовательной точки зрения позволит познакомиться и освоить следующие темы: неорганический синтез, химия комплексных соединений, комплексообразование, изомерия, теория кристаллического поля, теории кислот и оснований, методы анализа неорганических соединений.

         Со стороны научно-практических навыков участники получат возможность ознакомиться с методами, рентгенофазового анализа, колебательной спектроскопии, комплексонометрического титрования, а также научатся базовым принципам работы с лабораторным оборудованием для проведения неорганического синтеза. Для обработки и анализа полученных экспериментальных данных участники будут обучены приемам расшифровки результатов рентгенофазового анализа, анализа колебательных спектров. Работа подразумевает знакомство с рядом актуального научного программного обеспечения.

         Со стороны навыков проектной работы: участники будут обучены основам поиска научной информации в международных базах научных статей, приемам эффективной презентации полученных научных результатов перед аудиторией.

Презентация

4. Методы современной органической химии: от синтеза низкомолекулярных органических соединений к флуоресцентным красителям
Руководитель проекта: А.И. Говди 

Аннотация. Данный проект направлен на формирование у школьников представлений о современных методах и подходах в органическом синтезе, а также на приобретение практических навыков в области органического синтеза, что в последующем позволит более четко понимать для решения каких целей и задач могут быть использованы приобретенные навыки. Экспериментальная часть проекта будет включать две синтетических задачи, демонстрирующие разнообразные возможности органического синтеза. Первая задача – синтез флуоресцентных соединений, например, производные кумарина, родамина В, с последующей модификацией флуоресцентных красителей группами, склонными к «Click» реакциям с аминогруппами, образуя конъюгаты с биологическими молекулами. Вторая задача проекта – исследование хемилюминесценции люминола и соединений на основе бисоксалата, будет изучено влияние различных ионов металлов и других веществ на интенсивность и продолжительность люминесценции. В теоретической части проекта будут рассмотрены методы синтеза и свойства соединений с флуоресцентными свойствами, а также школьники будут ознакомлены с физико-химическими методами анализа органических соединений. Учащиеся познакомятся с концепцией «Click chemistry», понятием флуоресценции и электронными эффектами заместителей, основами ультрафиолетовой спектроскопии, овладеют основными методами органического синтеза и методами очистки и идентификации органических соединений.

Презентация

5. Применение спектроскопии ЯМР в магнитном поле Земли
Руководитель проекта: А.В. Иевлев 

Аннотация. Курс экспериментальных работ в рамках проекта «Применение спектроскопии ЯМР в магнитном поле Земли» позволит школьникам на практике ознакомиться практически со всеми основными методами ядерного магнитного резонанса, а также с его особенностями в слабых магнитных полях. Проект в основном направлен на изучение возможностей ядерного магнитного резонанса, поскольку методы ЯМР являются одним из самых мощных инструментов для неразрушающего изучения, как физико-химических свойств различных веществ, так и исследования самой структуры вещества. Магнитные явления, регистрируемые резонансными методами, имеют многочисленные применения, например, такие известные как МР-томография, ЯМР-магнитометрия, ЯМР-спектроскопия. Кроме этого есть ещё ЭПР (электронный парамагнитный резонанс) и ЯКР (ядерный квадрупольный резонанс) - не менее мощные исследовательские инструменты, с которыми также познакомятся участники проекта. Порядок работ построен таким образом, что школьники сначала получат необходимую начальную информацию о явлении и научатся работать с приборами и программным обеспечением (ЯМР-магнитометром и ЯМР-спектрометром, работающим в слабых магнитных полях, например, в магнитном поле Земли). В проекте школьникам придётся научиться настраивать спектрометр, находить и узнавать сигнал ЯМР, добиваться оптимальных режимов работы, регистрировать спектры ЯМР в земном магнитном поле, вычислять некоторые характеристики веществ, а также получать карты магнитного поля Земли.

*Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) - это физическое явление, выражающееся в избирательном поглощении электромагнитной энергии ядрами, имеющими спин (момент количества движения) и помещёнными в постоянное магнитное поле. Ядер, имеющих спин, в природе очень много. Практически у любого химического элемента имеются изотопы со спином. Есть только различия в природном содержании таких изотопов, например, содержание изотопа углерода 12С, у которого нет спина почти 99%, а изотопа 13С, который имеет спин и очень популярен у ЯМР-исследователей, всего 1%.

Презентация

6. Физическая химия двухфазных жидких систем: эксперимент и моделирование
Руководитель проекта: П.А. Корчак 

Аннотация. Проект посвящен исследованию равновесия жидкость-жидкость в трехкомпонентных системах, образованных водой, уксусной кислотой и различными органическими растворителями. Известно, что такие системы могут расслаиваться на две жидкие фазы, одна из которых водная, а другая – органическая. Интересным фактом является неравномерное распределение третьего компонента, уксусной кислоты, между равновесными фазами, продиктованное особенностями взаимодействия кислоты с компонентами системы.

Основная идея проекта состоит в том, чтобы наглядно продемонстрировать, как разные подходы, имеющиеся в арсенале физической химии, позволяют исследовать поведение гетерогенной системы, а также описать возможные взаимодействия компонентов, происходящие внутри каждой фазы. Такими взаимодействиями, в первую очередь, являются межмолекулярные взаимодействия (водородные связи), объясняющие не только неравномерное распределение уксусной кислоты между фазами, но и ее форму существования в органической и водной фазах: димер или мономер.

Главным подходом к описанию систем будет классический лабораторный эксперимент, в основе которого положены физико-химические принципы и методы. В качестве другого подхода будет проведено теоретическое описание изучаемых систем с применением молекулярно-термодинамического моделирования с использованием современной статистической теории ассоциированных флюидов (модель PC-SAFT).

Стоит отметить, что изучаемые системы находят применение в классической жидкостной экстракции. Таким образом, данный проект позволит наглядно продемонстрировать обучающимся, какие явления стоят за данным процессом, широко используемым в современном химическом анализе и химической технологии.

Основные задачи проекта:

1) знакомство с теоретическими основами физической химии гетерогенных равновесий;

2) изучение взаимной растворимости в системе органический растворитель–уксусная кислота–вода;

3) построение фазовых диаграмм равновесия жидкость-жидкость для изучаемых систем;

4) исследование распределения уксусной кислоты между водной и органической фазами (определение константы распределения и димеризации кислоты);

5) молекулярно-термодинамическое моделирование изученных систем по модели ePC-SAFT.

Презентация

7. От полимерного нанокомпозита к мембранному материалу для эффективной водоочистки
Руководитель проекта: А.И. Кузьминова

Аннотация. Суть проекта заключается в синтезе полимерных нанокомпозитных материалов и их применении для водоочистки от белков, масел, красителей, тяжелых металлов и органических растворителей.

Целью проекта является обучение школьников теоретическим и практическим основам получения полимерных композитов, формирования пористых и непористых мембранных фильтрующих материалов, изучение их физических, физико-химических, структурных и транспортных свойств.

Задачами и результатами проекта будут являться:

•        теоретическая подготовка: понимание школьниками основных процессов, лежащих в основе получения полимерных нанокомпозитов (понятие нанообъекта, понятие композита, выбор модификатора и полимера, изучение методов получения полимерных композитов (твердофазный, растворный), изучение методов получения полимерных мембранных материалов (пористых и непористых)).

•        экспериментальная подготовка: освоение методов приготовления полимерных композитов на примере следующих компонентов -  в качестве полимерной матрицы будут выбраны полисульфон и/или полиакрилонитрил и альгинат натрия и/или поливиниловый спирт, а качестве модификаторов будут выбраны фотокатализаторы (наноразмерный диоксид титана, оксид цинка и др.). Будут приготовлены пористые мембранные материалы из нанокомпозитов методом инверсии фаз и непористые путем отлива на подложку и испарения растворителя.

•        экспериментальная подготовка: структурные и физические свойства полученных мембранных композитных материалов будут изучены методами сканирующей электронной микроскопии, ИК-спектроскопии и измерением углов смачивания.

•        экспериментальная подготовка: транспортные свойства полученных мембранных композитных материалов будут изучены в различных мембранных процессах.

- Пористые мембраны будут изучены в процессе ультрафильтрации при разделении масла и красителей от воды. В частности, будет проведена работа по извлечению красителей после окраски карамели в различные цвета, а также будет проведена очистка воды от масла (Виттол, используется в токарных мастерских для заточки инструментов). Изучение мембран, содержащих фотокатализаторы, будет также поведено под воздействием УФ-лампы для очистки мембран от загрязняющих ее веществ.

- Непористые мембраны будут изучены в процессе первапорации при разделении азеотропных смесей спирт-вода (этанол-вода, изопропанол-вода).

Таким образом, по завершению проекта школьники будут иметь представление о полимерах, различных типах модификаторах, методах их введения в полимерные материалы, изучат методы сканирующей электронной микроскопии и ИК-спектроскопии и проведут измерения углов смачивания для характеризации гидрофильно-гидрофобного баланса поверхности, приготовят из композитов различные по пористости мембранные материалы и применят их для разделения промышленно-значимых жидких смесей.

Презентация

8. Индикаторные ионные жидкости: синтез и разработка умных материалов на их основе
Руководитель проекта: М.А. Пешкова

Аннотация. Суть проекта заключается в проведении синтеза и изучении возможностей применения ацидохромных ионных жидкостей на основе водорастворимых pH-индикаторов и катионов четвертичных аммониевых оснований для создания материалов с сенсорными свойствами.

Целью проекта является обучение школьников теоретическим основам аналитической химии, элементам физической и органической химии, химического материаловедения, цифровой цветометрии; методам изготовления сенсорных материалов и принципам их применения в модельных и реальных объектах анализа.

Задачами и результатами проекта будут являться:

•        теоретическая подготовка (понимание школьниками основных принципов аналитической химии: способов проведения (полу)количественного анализа, построения градуировочной зависимости, расчета аналитических и метрологических характеристик; знакомство с основами синтеза stimuli-responsive ионных жидкостей, теории цветности, цифровой цветометрии; знакомство с основными типами «умных» материалов, принципами их функционирования, методами создания, областями применения)

•        экспериментальная подготовка (освоение методик получения ацидохромных ионных жидкостей, создания материалов на их основе; приобретение навыков изготовления планарных полимерных датчиков методом спин-коатинга и капельного нанесения; овладение основами макросъемки окрашенных объектов, освоение принципов цифрового анализа цвета)

•        формирование исследовательских навыков в области колориметрических «умных» материалов: понимание принципов создания тест-систем для решения конкретных задач (умение проанализировать возможные «камни преткновения» технического и фундаментального плана при определении аналита в реальной среде, осуществить осознанный выбор сенсорного материала и условий измерения для решения предложенной задачи)

В рамках работы предполагается провести несколькими способами синтез ацидохромных ионных жидкостей на основе водорастворимых pH-индикаторов (в первую очередь, сульфофталеинового типа) и катионов четвертичных аммониевых оснований. На основе полученных соединений предлагается получить несколько типов материалов с сенсорными свойствами для определения кислотности жидких и газообразных среды в многоразовом режиме: тканых материалов (хлопковые нити, трикотажная ткань), нетканых и полимерных материалов (бумажных этикеток для визуальной оценки свежести продуктов питания, полимерных пленок для визуализации градиентов pH на поверхности объектов). Планируются градуировки материалов в средах с известной кислотностью и разработка полуколичественной цветовой шкалы для визуального определения pH образца по цвету используемого материала. Цвет будет регистрироваться в контакте с исследуемой средой путем фотографирования. Анализ сигнала возможен как визуальный (по шкале), так и при помощи разложения цвета на компоненты с количественной оценкой их интенсивностей (цифровой анализ цвета). Для выборочной проверки результатов анализа, полученных с использованием разработанных материалов, планируется проведение спектрофотометрии.

Презентация

9. Синтез, изучение структурных особенностей и биосовместимости смешаннолигандных комплексов поздних 3d-металлов(II) Fe–Zn с N-донорными лигандами
Руководитель проекта: Ю.Н. Тойкка

Аннотация. Получение новых биологически активных малотоксичных комплексных соединений 3d-металлов остается актуальной задачей на сегодняшний день. Одной из потенциальных областей применения данных соединений является создание новых химиотерапевтических агентов, действие которых основано на взаимодействии с молекулами ДНК за счет ковалентного и нековалентного связывания аналогично препаратам на основе платины.  Таким образом изучение не только процессов комплексообразования, но и нековалентного связывания необходимо для прогнозирования взаимодействий полученных веществ с биомолекулами в живых организмах.

Известно, что именно поздние 3d-металлы (Fe–Zn) обладают сравнительно низкой клеточной токсичностью по сравнению с платиной, так как содержатся в небольших количествах в живых организмах, а также способны образовывать устойчивые комплексные соединения с различными лигандами. В качестве модельных объектов выбраны N-донорные полифункциональные лиганды, такие как сахаринат-анион (C7H4O3SN–/Sac–), бензимидазол (C7H6N2/Bim), а также диалкилцианамиды (R2NCN), которые, в свою очередь, обладают сравнительно невысокой токсичностью, а также склонны к образованию нековалентных взаимодействий за счет наличия гетероатомов (N, O, S) и кратных связей. Более ранние исследования показали, что зачастую именно нековалентные взаимодействия определяют структуру и стабильность комплексов, что является важной составляющей для большинства биохимических реакций.

Основной целью проекта является синтез новых комплексных соединений поздних 3d-металлов Fe(II)–Zn(II) с органическими N-донорами, изучение их химического состава и особенностей строения различными физико-химическими методами.  Будет проведена оценка влияния условий синтеза, таких как природа аниона в исходной соли, растворитель, соотношение реагентов на состав и строение получаемых продуктов.

В случае получения подробных данных о строении веществ с помощью рентгеноструктурного анализа будут подробно описаны кристаллическая структура полученных комплексов, основные геометрические параметры и различные виды нековалентных взаимодействий, например, внутри- и межмолекулярные водородные связи, а таже π-стекинга ароматических фрагментов, которые наиболее часто реализуются в схожих веществах с вышеуказанными лигандами.

Будет изучено влияние природы металла и лигандов на процесс комплексообразования, в частности, как введение нейтрального N-донорного лиганда (Bim/R2NCN) при фиксированном количестве сахарината будет изменять такие параметры как координационное число, геометрия комплекса, тип нековалентных взаимодействий, реализуемых в каждой из структур. Для изучения биосовместимости будет проверена устойчивость комплексов в водных растворах и проведены эксперименты по определению цитотоксичности полученных комплексов на клеточных культурах. При выполнении проекта его участники изучат основы координационной химии, приобретут навыки планирования эксперимента, освоят важнейшие приемы синтеза и выделения целевого вещества, его очистки и характеризации, в том числе навыки расшифровки кристаллической структуры вещества.

Презентация

10. Микропластик в средствах гигиены и природных источниках, поиск и пути идентификации
Руководитель проекта: П.А. Фетин

Аннотация. Проблема микропластика стала особенно актуальна в последнее десятилетие и на слуху у большинства людей.  Обычно микропластик ассоциируется с чем-то негативным и опасным для человека, чем-то, с чем необходимо бороться. Многие ученые – экологи из развитых стран предлагают кардинальные меры борьбы с микропластиком, например, ограничение на производство некоторых «повседневных» полимеров, таких как полистирол, ПВХ и т.д. Однако, насколько научно-обосновано это решение и просчитаны ли последствия? Так ли страшен микропластик - как его нам рисуют? В этом проекте мы попробуем разобраться с этим. Основной целью представленного исследования является популяризация идеи рационального потребления полимеров и развития химически обоснованного отношения к экологическим проблемам науки о полимерах, а также поиск путей решения.  Даже само понятие микропластика содержит в себе противоречие. Под него попадают частицы полимеров с размером до 5 мм. Этот странный размер никак не связанный с приставкой «микро» из знакомой школьнику таблицы десятичных приставок.  В основном это обусловлено размером ячеек фильтров, через которые он способен проникать. Частицы микропластика могут попадать в природу из так называемых первичных источников – в основном это средства личной гигиены (скрабы, косметика для очистки рук, гели для душа и т.д., в которые частицы полимера добавлены как абразив, и после использования со сточными водами попадают в окружающую среду). Наиболее распространенный тип микропластика это   вторичный микропластик, который образуется в результате использования полимерных изделий в ходе их деструкции. Одним из самых больших «поставщиков» такого микропластика являются стиральные машины, которые выбрасывают в окружающую среду «частицы одежды», а не одноразовая посуда или не совсем честная биоразлагаемая упаковка.

В этом проекте мы попытаемся выделить частицы микропластика из средств ухода за телом человека, а также проведем процессы ускоренного старения различной биоразлагаемой упаковки, определим, какие полимеры используют для их производства и сравним с указанным на упаковке составом. Изучим деструкцию чайных пакетиков в модельных условиях агрессивной окружающей среды. В проекте запланирован синтез полностью биоразлагаемых полимеров на основе сложных эфиров молочной кислоты, получение на его основе микрочастиц и изучение процессов его деструкции.

В ходе теоретических занятий участники проекта познакомятся с основами науки о полимерах, выполнят первичный анализ полимеров с помощью простых методик. Получат навык работы в синтетической лаборатории.

Презентация

11. Полиэлектролиты и их возможности: медицина, экология и другие области применения
Руководители проекта: А.А. Лезова, В.Б. Рогожин

Аннотация. Чтобы приспособить свойства живых систем к их биологическим функциям, природа создала уникальные макромолекулы, известные как полиэлектролиты, обладающие особыми физико-химическими и механическими характеристиками. Стремясь воспроизвести и использовать эти уникальные свойства, ученые разработали множество типов заряженных систем, отличающихся химической структурой, топологией и распределением заряженных фрагментов. Свойства всех ионных полимеров сильно зависят как от химической структуры цепи, так и от того, как эта цепь взаимодействует с окружающей средой. Заряженные макромолекулы вызывают растущий интерес, обусловленный множественностью возможных областей применения: создание адсорбентов, покрытий, биомедицинских имплантов, флокулянтов для очистки сточных вод, модификаторов реологических свойств, стабилизаторов коллоидных систем, систем адресной доставки лекарств и т.д.

В ходе выполнения данного проекта будут исследованы свойства и проанализированы сферы применения ряда синтетических и природных полиэлектролитов. В частности, будет исследована стимул-чувствительность некоторых из таких полимеров (термочувствительность, рН-чувствительность), проявляющаяся в присутствии низкомолекулярных ионов и в составе интерполиэлектролитных комплексов, позволяющая их отнести к «умным полимерам». Будет выполнен анализ возможности использования таких полимеров для создания мембран различного назначения, создания систем адресной доставки лекарств, а также дезинфицирующих составов на их основе и иных сфер применения.

Презентация

Положение о Ноябрьской образовательной программе по химии
Образовательного центра «Сириус»

1. Общие положения
1.1. Настоящее Положение определяет порядок организации и проведения Ноябрьской образовательной программы по химии Образовательного Фонда «Талант и успех» (далее — Фонд), её методическое и финансовое обеспечение.

1.2. Ноябрьская образовательная программа по химии проводится в Образовательном центре «Сириус» (далее — образовательная программа, Программа) с 1 по 24 ноября 2024 года.

1.3. Для участия в конкурсном отборе приглашаются школьники 9–11 классов (на 1 сентября 2024 года) из образовательных организаций всех регионов Российской Федерации и стран Содружества Независимых Государств (далее — СНГ), а также Республик Абхазия и Южная Осетия.

Конкурсный отбор и преподавание учебных дисциплин в рамках образовательной программы осуществляется на русском языке.

1.4. Общее число участников образовательной программы: до 70 человек. Из них: 11 класс — до 10 человек, 10 класс — до 50 человек, 9 класс — до 10 человек.

Указанные квоты могут быть скорректированы в зависимости от количества поданных заявок и итогового рейтинга кандидатов на участие в Программе.

1.5. К участию в образовательной программе допускаются школьники, являющиеся гражданами Российской Федерации и стран СНГ, а также Республик Абхазия и Южная Осетия.

1.6. Школьник может принять участие не более чем в одной программе по направлению «Наука» в течение учебного года (с июля текущего года по июнь следующего года), а суммарное количество программ в течение всего периода обучения в общеобразовательной организации не может превышать пяти. Ограничения не распространяются на установочные сборы (школы) членов и кандидатов в национальные команды школьников (по профилям математика, информатика, физика, химия, биология, астрономия и астрофизика), а также июльскую научно-технологическую программу «Большие вызовы». Не допускается участие в двух образовательных программах направления «Наука», идущих подряд, включая программу «Большие вызовы».

1.7. В связи с целостностью и содержательной логикой образовательной программы, интенсивным режимом занятий и объемом академической нагрузки, рассчитанной на весь период пребывания обучающихся в Образовательном центре «Сириус», не допускается участие школьников в отдельных мероприятиях или части образовательной программы: исключены заезды и выезды школьников вне сроков, установленных Фондом.

1.8. В случае обнаружения недостоверных сведений в заявке на образовательную программу (в т.ч. класса и региона обучения) участник может быть исключён из конкурсного отбора или образовательной программы..

1.9. В случае нарушений правил пребывания в Образовательном центре «Сириус» или требований настоящего Положения участник образовательной программы может быть отчислен с неё.

1.10. Школьник может быть отчислен с Программы в случае если им не усваиваются материалы образовательной программы, независимо от результатов отбора.

2. Цели и задачи образовательной программы
2.1. Цели образовательной программы:
– раннее выявление, развитие и дальнейшая профессиональная поддержка детей, проявивших выдающиеся способности в области естественнонаучных дисциплин, а также добившихся успеха в техническом творчестве;
– обеспечение школьникам, проявившим свой талант на федеральном уровне, возможности получения опыта участия в современных научных исследованиях, передовых технологических проектах, а также возможности знакомства с деятельностью развитых индустриальных компаний и научных институтов, взаимодействия с их сотрудниками.

2.2. Задачи образовательной программы:
– вовлечение участников Программы в научное и/или техническое творчество для решения актуальных задач современной науки, технологической сферы, промышленности и т.п.;
– ознакомление участников Программы с элементами научных теорий по профилю образовательной программы;
– расширение кругозора участников Программы в спектре естественных наук и их приложений;
– повышение мотивации участников к текущим занятиям в рамках Программы и дальнейшим занятиям вне рамок Программы;
– вовлечение участников в систему обучения и сопровождения Образовательного центра «Сириус», действующую вне рамок Программы;
– ориентирование участников Программы на дальнейшее поступление в ведущие образовательные организации высшего образования России на специальности, важные с точки зрения Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации;
– ориентирование участников Программы на продолжение научной и/или инженерной карьеры в России.

3. Порядок отбора участников образовательной программы
3.1. Отбор участников образовательной программы осуществляется на основании требований, изложенных в настоящем Положении, а также Порядка отбора школьников на профильные программы Фонда по направлению «Наука».

3.2. Для участия в конкурсном отборе необходимо пройти регистрацию на сайте Образовательного центра «Сириус».

Регистрация на программу открыта до 8 сентября 2024 года.

3.3. Принять участие в образовательной программе могут только зарегистрированные школьники.

3.4. Отбор участников образовательной программы производится на основании рейтинга, определяемого на основании оценки достижений кандидата в олимпиадном движении и исследовательской работе.

3.4.1. Максимальный суммарный балл — 100. Учитывается одно максимальное значение за участие в олимпиадах и одно — за исследовательскую деятельность.

Учитывается наивысшее достижение за 2023/2024 учебный год.

Шкала перевода достижений в рейтинговые баллы, а также список необходимых подтверждающих документов:

3.4.1.1. Успехи на заключительных этапах олимпиад по профилю «химия» (максимальный балл — 60, учитываются только результаты 2023/2024 года)

Также могут быть учтены результаты регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников:
более 70% баллов — 35 баллов
от 50 до 70% баллов — 20 баллов

Результаты других олимпиад (в том числе муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников и отборочных этапов олимпиад перечня Российского совета олимпиад школьников) не учитываются.

Сведения для оценки академических достижений формируются автоматически на основании данных из Государственного информационного ресурса о детях, проявивших выдающиеся способности. Прикладывать к заявке подтверждающие документы не требуется.

3.4.1.2. Исследовательская деятельность в области химических наук (максимальный балл — 40, учитываются только результаты 2023/2024 года)

За наиболее интересные работы, представленные на менее значимых конференциях, может быть начислено до 5 баллов.

Подтверждающие документы: сканы дипломов и грамот, копия Положения о конференции, содержащая информацию о ее статусе (ссылка на Интернет-ресурс, содержащий информацию о числе участников, призеров, победителей), информация о теме представленного доклада и реферат работы/презентация доклада.

Для перечисленных в пункте 3.4.2. мероприятий представлять Положение и ссылки на Интернет-ресурсы не нужно.

3.4.2. Список наиболее значимых мероприятий:
1. Всероссийский конкурс научно-технологических проектов «Большие вызовы»;
2. Школьные чтения имени Вернадского;
3. Школьные Харитоновские чтения;
4. Сахаровские чтения;
5. Конференция Intel Авангард;
6. Всероссийская научно-практическая конференции школьников по химии (СПбГУ);
7. Балтийский инженерный конкурс;
8. Открытая научно-практическая конференция школьников (г. Москва);
9. Международная научно-практическая конференция имени профессора Л.П. Кулёва студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» (школьная секция);
10. Казань. «Нобелевские надежды КНИТУ»;
11. Конкурс «Junior Skills»;
12. Региональные и заключительные этапы Всероссийского турнира школьников по химии (результаты, показанные в командном зачете, оцениваются в 50% баллов от результатов личного зачета).

Фонд оставляет за собой право корректировать данный список по итогам экспертизы мероприятий. Окончательный список будет опубликован не позднее 18 сентября 2024 года.

3.4.3. При одинаковой сумме баллов приоритет отдается кандидату, набравшему большее количество баллов за исследовательскую деятельность. При равенстве баллов за исследовательскую деятельность приоритет отдается кандидату, не участвовавшему ранее в интенсивных профильных образовательных программах Центра «Сириус» по направлению «Наука».

3.4.4. Фонд оставляет за собой право изменять указанные в пункте 3.4.1.2 баллы на основании независимой экспертизы представленной защищенной работы или нового проекта.

3.4.5. Предварительный рейтинг кандидатов на участие в образовательной программе будет опубликован не позднее 20 сентября 2024 года.

3.5. Список школьников, приглашенных к участию в образовательной программе, публикуется на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 25 сентября 2024 года.

3.6. В образовательной программе от одного субъекта Российской Федерации (региональная квота) могут принять участие не более 20% от общего числа участников Программы (до 14 человек).

3.7. Учащиеся, отказавшиеся от участия в образовательной программе, могут быть заменены на следующих за ними по рейтингу школьников. Внесение изменений в список участников программы происходит до 17 октября 2024 года.

4. Аннотация образовательной программы
Образовательная программа направлена на формирование у школьников представлений о современной методологии и технике лабораторного химического синтеза и анализа.

В рамках образовательной программы освещаются аппаратурные возможности и инструменты современных синтетических лабораторий. Учащиеся познакомятся с теорией механохимических, фотохимических, электрохимических и микроволновых методов синтеза органических и неорганических соединений. Особое внимание уделяется свойствам (в т.ч., органолептическим) синтезируемых веществ и их связи со структурой соединений, а также сфере их применения.

В образовательную программу также включены научные и научно-популярные лекции преподавателей Санкт-Петербургского государственного университета, олимпиадные тренинги, научно-практическая конференция.

5. Финансирование образовательной программы
Оплата проезда по территории Российской Федерации, пребывания и питания участников образовательной программы осуществляется за счёт средств Образовательного Фонда «Талант и успех».