ТОП-5 научных разработок Самарского политеха 2023 года, о которых узнала вся страна
В преддверии Дня российской науки Самарский политех рассказывает о значимых работах ученых вуза, которые в прошлом году внесли вклад в развитие отечественной науки и популяризировались крупными федеральными СМИ.
Материаловедение
Научный коллектив химиков под руководством Натальи Кабановой, старшего научного сотрудника Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению СамГТУ, долго пытался подобрать замену для твердых электролитов на базе диоксида циркония, которые обычно используются при производстве твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), но обладают относительно низким коэффициентом полезного действия.
В конце концов ученые раскрыли структуру и определили свойства для 270 веществ, способных активно пропускать через себя ионы кислорода и другие носители заряда. Сорок шесть из них ранее никто не изучал, хотя эти твердые электролиты потенциально пригодны в качестве основы для ТОТЭ. В их число, в частности, вошло несколько соединений кислорода, лютеция и германия, а также соединения неодима, вольфрама, рения и иттербия.
Теплоэнергетика
А научный коллектив исследователей кафедры промышленной теплоэнергетики Самарского политеха под руководством Дмитрия Пащенко предложили эффективный способ усовершенствования углеводородной энергетики за счет солнечной энергии.
«Комбинирование традиционных и возобновляемых источников энергии – один из главных способов оптимизации энергетики, который позволит использовать сильные стороны технологий обоих типов», – рассказал автор технологии, доцент кафедры промышленной теплоэнергетики СамГТУ Дмитрий Пащенко.
В предложенной схеме солнечная энергия используется для термохимической трансформации углеводородного топлива, объяснили ученые. В результате получается обогащенный водородом газ, который применяется в качестве топлива.
Такая технология позволит снизить потребление природного газа на газотурбинных установках на 30%, при этом увеличив эффективность использования солнечной энергии.
Строительство
Для Самарской области, как и для других промышленно развитых территорий, актуальна проблема вторичного использования отходов. Именно поэтому ученые университета разработали рецепт огнеупорного бетона на основе металлургических отходов.
«Полученные нами стройматериалы показывают, что промотходы следует эффективно использовать, а не направлять для захоронения на полигоны, которые могут представлять опасность для окружающей среды», – рассказала Маргарита Баранова, доцент кафедры строительной механики, инженерной геологии, оснований и фундаментов Самарского политеха.
Она добавила, что исследователи проанализировали прочностные свойства жаростойкого бетона из шамота (огнеупорной глины) при разной температуре обжига. Это позволило выявить оптимальные параметры для экспериментального производства строительного материала по политеховской технологии.
Химия
Крайне важным для отечественной науки стало исследование химиков Самарского политеха под руководством заведующего кафедрой органической химии Юрия Климочкина. Ученые впервые получили компьютерную модель белка-хеликазы коронавируса и теперь ищут пути воздействия на него на молекулярном уровне. По мнению исследователей, в дальнейшем это поможет найти эффективный препарат для лечения COVID-19.
Созданная виртуальная модель белка-хеликазы помогает увидеть ее поведение при переходе от свободного состояния к связыванию с малой молекулой-ингибитором. По словам ученых, такие модели позволяют использовать компьютерные расчеты для прогнозирования поведения комплексов белок-лиганд на молекулярном уровне.
Экология
Научный коллектив под руководством профессора кафедры водоснабжения и водоотведения СамГТУ Сергея Степанова разработали схему эффективной очистки сточных вод от масел, нефтепродуктов и других несмачиваемых загрязнителей. Новая технология позволяет повысить удельную производительность процесса на 10% без увеличения себестоимости.
Разработчики предложили усовершенствовать использование напорной флотации в очистных сооружениях. В этом случае воздух подается в емкость-сатуратор, в нем нагнетается давление 4–6 атм. Воздух растворяется в воде, а при выплескивании этой смеси во флотатор давление резко понижается до атмосферного. Образуются пузырьки газа, которые захватывают в пенный слой гидрофобные загрязнения – масла, нефтепродукты и взвесь. Таким образом сточные воды очищаются.
Исследователи разработали и новую схему сатуратора – устройства, которое позволит получать и отделять пузырьки размером 0,2–0,3 мм. Именно такие размеры пузырьков являются компромиссом между количеством захваченных примесей из воды и их скоростью всплытия, сообщает пресс-служба СамГТУ.
Фото предоставлено пресс-службой СамГТУ