Областной конкурс исследовательских работ учащихся 9-11 классов Витебской области «Эврика» стал для нашего юного земляка — учащегося СШ № 1 г. п. Бешенковичи имени И. И. Строчко Максима Деньковского — звездным часом. На конкурс было заявлено шесть исследовательских работ учащихся первой школы. Все достойно представили свои научные доклады, получив ценный опыт и экспертную оценку своих исследований. В секциях «Физика. Инженерный прорыв», «История», «Химия» определились три финалиста. Учащийся 10 класса медицинского профиля Максим Деньковский отмечен дипломом II степени по химии. Его работа по биокомпозитам будет представлять школу на молодежном проекте «100 идей для Беларуси». Мы встретились с юным исследователем и его руководителем, заместителем директора школы Еленой Пискуновой.
Проект «Композиты с казеиновой матрицей, армированные волокнами из переработанной целлюлозы» принял участие в областном конкурсе научных эколого-биологических работ учащихся, а 10-11 декабря будет представлен в технопарке на финале республиканского конкурса «ПРО-ТЕХНО» инженерно-технических центров в номинации «Биотехнологии». К слову, в составе команды Витебской области примут участие 6 наших учащихся. Возглавит команду юных исследователей Витебщины Елена Пискунова. 17 декабря проект будут анонсировать в «Президент-Отеле» на республиканском конкурсе инновационных проектов.
«Наш проект по биокоже получил финансирование от республиканского центра по науке и инновациям на сумму 23 тысячи. Благодаря этому в школе появилась биотехнологическая лаборатория инженерно-технического центра. И вот этот проект – продолжение развития именно в направлении биотехнологии и зеленой химии, – рассказывает Елена Вадимовна. – Можно сказать, в Витебской области мы первооткрыватели. Очень приятно, что едем на республику, на мероприятие такого масштаба, и почетно, что по биотехнологии все три наши работы будут представлять Витебскую область. Это проект по биокомпозиту, также продолжили тему биокожи (готовим коллекцию, которую надеемся представить в марте) и анализ возможности применения биополимеров в промышленности. Кроме того, две работы будут по техническому конструированию, которым мы уже занимаемся много лет. Так что да, нам действительно есть чем гордиться!»
Что же представляет собой проект, который разработали с Максимом? Как отметила Елена Вадимовна, это композит, который основан на казеиновой матрице и армирован переработанными волокнами.
«Мы предлагаем в своем проекте использовать непригодное в употреблении молоко, – объясняет Елена Пискунова. – То, которое идет не на производство, например, с теми же самыми антибиотиками, прокисшее. То есть, по факту это молоко утилизируется. Мы искали решение, чтобы это молоко было применимо. Из него мы получаем технический казеин. Уже с помощью которого с добавлением гидроксида кальция получаем жидкую матрицу. Любая матрица будет усыхать, то есть нужен наполнитель. И мы предложили совершенно инновационный проект – это переработка сигаретных фильтров. Как известно, на квадратный метр очень много окурков. Изучили другие разработки, как вообще с этой проблемой борется мировое сообщество. И предложили свой вариант.
Сигаретный фильтр состоит из химического синтетического материала ацетат целлюлозы, который долго разлагается.
Для того, чтобы сигаретный фильтр распался на элементы, необходимы определенные условия – влажность и солнце. Он распадется, но различные смолы, другие токсичные вещества, останутся в земле, будут загрязнять водоемы, почву. Мы разработали специальный контейнер (представили, как бы он выглядел), который можно будет установить в местах курения для сбора сигаретных фильтров. Разработали экологичный процесс, при котором сигаретные фильтры стерилизуются. Свели к максимальной безопасности, все бесконтактно. Стерилизация в печи, затем промывка в машине барабанного типа с центрифугой, за счет чего идет разрушение структуры фильтров, плюс механическая очистка, после которой – использование технического спирта для удаления всех токсичных веществ. Выбрали изопропиловый спирт. Во-первых, он является лучшим антисептиком (используется в медицинских препаратах, косметологии, именно в качестве дезинфекции). Еще одна особенность спирта в том, что он очищает от смол, является растворителем токсичных соединений. Когда у нас фильтр проходит эту обработку, остается абсолютно чистое волокно. Но это, фактически, еще синтетика. Так вот, мы продолжили разработку дальше и довели процесс до того, что из синтетики получили чистую переработанную целлюлозу. Данный материл – биоразлагаемый».
Проект привлекателен тем, что предлагает вариант переработки отходов, использует непригодное молоко. По факту же получается биокомпозит, легкий и влагоустойчивый.
«Свойства казеина изучали еще в Египте. При соединении гидроксида кальция получается казенат кальция, который вообще не растворяется в воде, – рассказывает о процессе Елена Вадимовна. – Мы еще пластификаторы добавляли, у нас своя технология. Получившийся материал достаточно крепкий, легкий. Очень хорошая альтернатива гипсокартону. Интересует нас и применение в качестве упаковки. Изначально, когда вообще задумывался этот проект, изготовили пластины. Пробовали делать из материала функциональные предметы. Уже есть шахматы, домик, конструктор LEGO. То есть мы изучаем возможности этого биокомпозита. Да, это не конечная технология. Посмотрев на особенности материала, заинтересовались, как убрать такой дефект, как усадка. Ее пока не можем прогнозировать. Ведем разработки и, похоже, что мы этого добьемся все-таки. Нам сейчас интересна именно отработка технологии, когда это будет сделано, будем прогнозировать практическое применение. Уже можно сказать, что данный материал, например, вполне может использоваться для моделирования. Если работать дальше, пройти этап дубления в том же самом формалине, у нас по факту появляется уже пластик…»
С одного литра молока, как подчеркнули наши исследователи, получается около 30 грамм казеина. Его хватает на две пластины 8 на 8 см толщиной 1 см. Обычно замешивается за раз одна порция, заполняются формы.
Хоть казеином земляки интересовались давно, но проект возник только в сентябре. В школе функционирует инженерная группа и инженерно-технический центр. С нынешнего года появилась медицинская группа. Именно ее и привлекли к биотехнологиям. «Ребята сами просятся участвовать в проектах, – говорит Максим. – Это настолько интересно, ты участвуешь в создании чего-то нового, неизученного. Мне очень нравится эта исследовательская и в чем-то творческая работа».
✓ Елена Пискунова шестой год работает заместителем директора, не только курируя исследовательскую деятельность, но и активно сама принимая в ней участие. Начинает работать с детьми уже буквально со второго-третьего класса. Уже сейчас с ними есть достаточно серьезные проекты – например, электромагнитный поезд. Через такие конструкторские проекты дети изучают биологию, химию, физику. Это реальное применение знаний на практике, что ребятам намного интереснее.
Начиная проект, земляки с интересом ожидали, что из него получится. И сейчас у них еще больше задора и вдохновения. Довести исследование до того, чтобы материал не только был жестким, но и приобрел элемент упругости, свойства, как у резины. У педагога и его учеников много идей, интересных и перспективных. Одной из них, кстати, поделились – чтобы меньше стало бутылок, надо создать растворимые капсулы для воды.
Не зря говорят, великие открытия происходят внезапно. Поздравляем наших земляков с заслуженной победой. Желаем успехов и вдохновения на будущие великие дела!
