Новости

[30-10-09]Отчет по образовательной программе

Общие сведения

"Орлёнок" — детский центр, принимающий круглогодично на отдых и оздоровление подростков 11-15 лет (учащихся 6-10 классов). Все условия жизнедеятельности ребят: быт, питание, педагогические программы — рассчитаны именно на эту возрастную группу. Ребятам 10 лет и младше, юношам и девушкам 16 лет и старше будет трудно адаптироваться в детских коллективах "Орленка".

Расположен "Орлёнок" в одном из лучших уголков России, на берегу Чёрного моря в Краснодарском крае в 45 км от города Туапсе.

Центр принимает детей из всех регионов России, ближнего и дальнего зарубежья, принадлежащих разным социальным слоям и группам. В "Орлёнке" одновременно могут отдыхать две с половиной тысячи ребят летом и около 800 зимой.

Вид «Орленка» с берега моря Вид «Орленка» с берега моря Вид «Орленка» с берега моря
Вид «Орленка» с берега моря Вид «Орленка» с берега моря

11 сентября

Направление «Промышленная экология»

Занятие 1. Тема «Экологические кризисы, происхождение которых связано с деятельностью человека на разных этапах истории человечества»

Цель занятия: формирование представлений об экологическом кризисе, его значении в контексте устойчивого развития цивилизации.

Краткий конспект занятия.

1.1.Перечень экологических кризисов в истории развития цивилизации

  1. Изменение среды обитания живых существ в результате появления прямоходящих антропоидов - предков человека.
  2. Кризис обеднения ресурсов промысла и собирательства.
  3. Первый антропогенный экологический кризис - массовое уничтожение (перепромысел) крупных животных ("кризис консументов").
  4. Экологический кризис засоления почв и разрушения примитивного поливного земледелия.
  5. Второй антропогенный экологический кризис ("кризис продуцентов").
  6. Современный глобальный экологический кризис ("кризис редуцентов").
  7. Глобальный, термодинамический, тепловой кризис.
  8. Глобальный кризис снижения надежности экологических систем.
  9. Комплексный или социокультурный кризис.

«В истории биосферы перед человеком открывается огромное будущее, если он поймет это и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление» В.И.Вернадский

1.2.Дискуссия на тему:

«Какую роль играет Россия в решении глобальных экологических проблем?»

Общее мнение: Россия играет ключевую роль в подержании глобальных функций биосферы, так как на ее обширных территориях, занятых различными природными экосистемами, представлена значительная часть биоразнообразия Земли. Масштабы природно-ресурсного, интеллектуального и экономического потенциала Российской Федерации обуславливают важную роль России в решении глобальных и региональных экологических проблем. Дискуссия прошла оживленно

1.3.Заслушали и обсудили проект Москвичева Станислава « Экология моей малой родины (г.Цимлянск)»

Приняли решение – одобрить проект и пожелать автору: уменьшить размеры отстойника ( сливных вод от АЭС)

1.4. Практические занятия: Физические загрязнения окружающей среды и методы их изучения:

  • замеры радиационного фона
  • электромагнитное излучение, методы его исследования и влияния на человека
  • замеры излучения от мобильных телефонов и компьютеров (разные фирмы, разное время эксплуатации)


    Очкасов Кирилл на фото

  • Шум и его влияние на человека. Замеры уровня шума.

Приобретенные детьми навыки: В процессе занятий 90% детей научились производить замеры уровня радиационного фона радиометром «Радекс», замеры интенсивности звукового воздействия шумомером «Октава-101», измерять плотности потока электромагнитного излучения прибором ПЗ-33. Кроме того, все дети 100% детей, которые участвовали в проведении мониторинговых исследований по различным параметрам и приобрели навыки ведения экологического мониторинга окружающей среды: проведение замеров температуры воздуха и воды, описания состояния объектов, измерений отдельных параметров среды указанными выше приборами и получили понятие о представлении результатов этих исследований в виде таблиц и графиков.

12 сентября

Направление «Промышленная экология»

Занятие 2. Тема "Необходимость знания основ экологии и пути излечения своей планеты от недугов технологической цивилизации"

Цель занятия:

  • углубление знаний школьников в области химии и экологии энергетики, обучение практическому применению этих знания для исследования окружающего мира;
  • приобщение школьников к исследованию окружающей среды;
  • воспитание бережного отношения к природе.

Краткий конспект занятия

2.1.Документальный фильм «Всемирный потоп» (что ждет жителей Земли к 2050 году, если не обратить особое внимание на экологическое состояние планеты – негативный прогноз)

2.2.Презентация «Экология космоса (Космический мусор)». Проблема засорения околоземного пространства искусственными объектами и их фрагментами – актуальна, т.к. таких предметов свыше 5000 тонн и уже отмечены случаи столкновения космических аппаратов с мусором

2.3.Тестирование знаний по экологическим вопросам. Лучшие результаты показали Москвичев Стас 20 из 20 и Лоцманов Александр - 16 из 20.

2.4. Заслушали проект Зеленина Ильи «Автомобиль и экология»

2.5. Практические лабораторные работы по исследованию разных типов природных вод водных объектов. Хим. анализы воды проводился на 4-х рабочих местах:

  • Определение рН воды;
  • определение железа в воде;
  • определение общей жесткости воды;
  • определение сульфатов в воде.

Проведено сравнение различных вод( питьевая в бутылках «акваминерали», сточная вода из «Орленка», морская вода);. Обсуждено экологическое значение химических компонентов в водах.

Приобретенные детьми навыки: В процессе занятий около 80% детей научились выполнять химические анализы воды на рН, общую жесткость, сульфаты, хлориды, нитраты, фосфаты с помощью экспресс лаборатории «Пчелка У-хим», тест-комплектов и тест–систем.

13 сентября

Направление: объединенние 2-х направлений: "Промэкология" и "Нанотехнологии и энергосбережение"

Занятие 3. Тема "Нанотехнологии и энергосбережение"

Цель занятия: Познакомиться с нанотехнологиями: что такое нанообъект, причина их особого поведения, способы получения наноматериалов и применение нанотехнологий в области энергосбережений, экологии и др. областей жизнедеятельности человека.

Задачи занятия:

  • привлечь внимание молодёжи к развивающейся отрасли нанотехнологий и сформировать мотивацию к последующей работе в данной отрасли;
  • научить участников ориентироваться в основных понятиях нанотехнологий, а так же в ситуации в стране и в мире в данной отрасли;
  • сформировать у участников мотивацию к развитию нанотехнологий в нашей стране, с привлечением отечественных экспертов данной научной области.

Краткий конспект занятия

3.1. Особое место нанообъектов

Выяснилось, что между отдельными молекулами и атомами (1-10 А = 10-10 – 10-9 м) и микромиром (0,1 мкм = 10-7 м и более) лежит особый мир – нанообъекты, который очень отличается по свойствам и от атомов с молекулами и от микрочастиц.

1А___1нм/___1мкм___1мм___1см___1м

10-10___10-9___10-6____10-3___10-2___метров

Наносистемы по принятой классификации относятся к ультрадисперсным системам с размерами частиц, лежащими в интервале от 1 до 100 нм.

Почему появляется «размерный фактор»: высокая активность кластеров и частиц металлов связана с большой долей поверхностных атомов, с некомпенсированностью поверхностных связей с большими вкладом поверхностных атомов в энергию нанокристалла. Размер, форма и организация частиц металлов в нанометровом диапазоне непосредственно влияют на химическую активность систем, стабильность и свойства полученных материалов, возможности их применения в нанотехнологии наночастицы с размерами меньше, чем 10 нм проявляют необычные, аномальные физико-химические свойства, которые не описываются на основе известных закономерностей для макросистем.

  1. Наночастицы обладают высокой активностью в трудно предсказуемых химических реакциях, которые не наблюдаются с частицами больших размеров. Это свойство наночастиц используется при создании катализаторов.
  2. В наночастицах могут возникнуть фазы, которые не обнаруживаются в макросистемах.
  3. Для наночастиц не существует инертной среды. Поэтому в качестве стабилизатора при низких температурах выступаю инертные газы(аргон, неон и др.), которые с поверхностными атомами наночастицы образуют прочную связь
  4. Ряд физико-химических свойств наночастиц, по сравнению с соответствующими свойствами макрофазы значительно отличаются. Например, для наночастиц многих металлов и полупроводников (Ag, Au, Pb, Sn, In, Bi, Ga, CdS) наблюдается сильное понижение температуры плавления. Так, для золота при переходе от компактного металла, плавящегося при 1340 К, к частицам размером в 2 нм температура плавления уменьшается на 1000°.
  5. Прочность нитевидных кристаллов и волокон может быть в несколько раз больше прочности макроскопических тел.

3.2. Использование наноматериалов и нанотехнологий в альтернативной энергетике

  1. многослойные гетероструктурные солнечные элементы
  2. электрокатализаторы в топливных элементах с размером каталитических частиц 2-3 нм
  3. наноструктурированные мембраны на основе палладия для получением чистого водорода, для низкотемпературных топливных элементах.
  4. углеродные наноструктуры (фуллерены, нанотрубки) благодаря высокоразвитой поверхности и уникальным теплофизическим свойствам могут найти применение в мембранах и катодах для топливных элементов наноматериалы для хранения и транспортировки водорода (материалы с химическим и физическим связыванием H2.) К ним относятся соединения способные запасать водород посредством реакции гидрирования двойных и тройных связей C-C

3.3.Пути энергосбережения

Энергосберегающие технологии можно условно разделить на технологии сберегающие электричество и технологии сберегающие тепло и воду.

Применением наножидкостей (жидкостей с наночастицами оксидов меди и алюминия) в качестве теплоносителя в энергетике. Добавки наночастиц (доли процента по объему) приводят к росту теплопроводности до 12 %, теплоотдачи — до 60 %, критического теплового потока (который определяет кризис теплоотдачи) до 200 % и даже до 500 % (!) при наклоне поверхности нагрева. Применение их как теплоносителя в АЭС может поднять производство электроэнергии на 20 .

Потенциал энергосбережения России более 40% от общего энергопотребления (почти половину производимой энергии мы тратим на обогрев внешней среды)

1.5 млрд тонн нефти сегодня потребляет автомобильный и дизельный транспорт. Средний КПД транспортных двигателей составляет 23%., коэффициент загрузки - 10% для легковых автомобилей и 25% для грузовых. В итоге КПД нефтяного транспорта - 2-3%. (из 1.5 млрд тонн нефти потребляемых транспортом только 40 млн тратится на перевозку грузов, а 1460 млн тонн - на перевозку самого автомобиля. )

Технологии сберегающие электричество

  1. Энергосберегающие лампы и светодиодные лампы ( светодиоды относится к нанотехнологиям). Основные их преимущества перед лампами накаливания это длительный срок службы и значительная экономия энергии, у светодиодных ламп эти преимущество выражены в десятки раз. Преимущества энергосберегающих ламп перед лампами накаливания: 1. Экономят до 80% электроэнергии. 2.Срок службы 8-12 раз больше. 3.Низкая температура нагрева лампы (можно использовать в закрытых светильниках)
  2. Автоматические выключатели света (электричества) представлены биодатчиками или инфракрасными датчиками (срабатывание на движение человека), выключателями энергосберегающими оптико-акустическими (срабатывание на звук), фотореле (Обеспечивает включение реле при освещенности датчика ниже порога срабатывания).

Технологии сберегающие тепло

Если сделать снимок старого здания с помощью тепловизора можно увидеть много потерь тепла через окна, двери, межэтажные перекрытия.

  1. Окна - 20 % площади ограждающих конструкций зданий и через них теряется до 50% тепловой энергии, идущей на отопление. Выход-. шведская технология утепления окон. Устанавливая стеклопакеты мы значительно снижаем теплопотери и повышаем шумоизоляцию 2.Замена чугунных на алюминиевые радиаторы. Лучший вариант это биметаллические радиаторы у которых теплоотдача, износостойкость выше, а рабочее и испытательное давления самое высок( до 30 атм. и 45 атм.)
  2. Клапан с термоголовкой для батареи водяного отопления позволяет автоматически и в ручную регулировать отопление комнаты.
  3. Установка отражающей изоляции АЛЮФОМ (двойной слой теплоизоляции: фольга + пенополиэтилен), закрепив ее на стене за батареями водяного отопления.
  4. Слой накипи толщиной в 1 мм ведет к 10% перерасходу энергоносителя и потере тепловой энергии

3.4.Заслушан и обсужден проект Логуманова Александра «Водородный автомобиль – автомобиль будущего»

3.5. Практические занятия. Ознакомились с работой действующей модели солнечно-водородного автомобиля Солнечно-водородный автомобиль работает(проезжает 100 м за 2 минуты) от солнечной панели и одновременно часть энергии идет на электролиз воды до водорода и кислорода, которые запасаются на борту. При отсутствии солнца (авто заезжает в тень), включается топливный элемент, который использует запасенный водород и кислород и дает электрический ток для двигателя машины, и машина продолжает свое движение.

14 сентября

Направление: объединенние 2-х направлений: "Промэкологиz" и "Нанотехнологии и энергосбережение"

Занятие 4. Тема 4. "Альтернативные источники энергии"

Цель занятия: познание необходимости и путей перехода к экологически чистым, возобновляемым источникам энергии на основе водородной энергетики.

Краткий конспект занятия.

4.1. Самое плохое, что ждет тебя - школьник впереди? Какие проблемы волнуют людей сегодня? Запасы основных видов топлива кончаются, парниковый эффект, почему озоновый слой уменьшается, неравномерность распределения на Земле основных углеродсодержащих источников энергии и борьба за них. Выход? – Переход к солнечно-водородной энергетике!

Водород и другие альтернативные, возобновляемые, экологически чистые виды энергии: виды солнечной энергетики, биомасса, энергия рек, морей и ветра. Атомная энергетика. Почему за топливом для термоядерных станций, возможно, придется летать на Луну?

Рассмотрено 7 основных альтернативных источников энергии (АИЭ) и 3 комбинированных: их недостатки и преимущества при комбинации с водородом, как накопителем энергии. Показана роль нанотехнологий, как возможность существенного улучшения параметров АИЭ.

4.2. Солнечно-водородные автомобили – необходимый транспорт больших городов. Способы получения водорода и безопасность работы с ним в открытых пространствах.

4.3. Заслушан и обсужден проект Цыриторова Цырена «Создание энергоэкономной системы водоснабжения на селе». Предложено усилить проект за счет использования солнечных концентраторов и солнечных панелей преобразования.

4.4. Лабораторная работа: «Солнечно-водородная энергетика» Комплекс состоит из электролизера, солнечной панели, топливного элемента. Школьники проделали 4 опыта: 1. Исследование солнечных элементов (яркость, угол падения света). 2. Электролиз воды. 3. Исследование топливного элемента. 4. Комбинированная установка( электролиз воды через солнечную панель и накопление водорода; получение тока через топливный элемент).

Панель солнечной батареи была приспособлена как источник энергии и при работе роботов.

4.5.«Умные мысли», высказанные детьми во время занятий: Во время занятий шел сильный и продолжительный дождь. Слушатели предложили обсудить вопрос об использовании энергии дождя в качестве альтернативного источника энергии

15 сентября

Направление: объединенние 2-х направлений: "Промэкология" и "Нанотехнологии и энергосбережение"

Занятие 5. Тема 5. «Биотопливо. Космобиоэнергетика»

Цель занятия: Ознакомиться с возможностями нашей страны по резкому увеличению роста благосостояния населения путем глубокой переработки всех видов сырья, а в первую очередь, - леса.

Краткий конспект занятия

5.1.ЛЕС - ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЙ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РЕСУРС РОССИИ

  • Общая площадь лесного фонда в России - 1180 млн. га;
  • Запас древесины - 82 млрд. кубометров (23% от мировых объемов);
  • Заготавливаем -184 млн. м3 древесины (22% от разрешенного);
  • Валютная выручка от экспорта леса и продуктов лесопереработки (ежегодно):
    • Канады 25 млрд долл.,
    • России – 4,5 млрд долл.
  • Доля ЛПК в НПП – только 3,2%;
  • Незаконные вырубки леса растут, а законные— сокращаются;
  • Нужно:
    • оптимизировать структуру лесхозов;
    • применять новые технологии воспроизводства (18-ти лесье);
    • подготовка кадров, дороги, энергия;
    • проект глубокой переработки леса

Лесо-биохимические (ЛБХК) и

агро-биохимических кластеры(АБХК)

  • А) принятие Закона о глубокой переработки сырья,
  • Б) создание свободные экономические зоны(СЭЗ) «Лес», ЛБХК и АБХК.

Продукция:

  • высокоэкономичное и доступное жилье,
  • биотопливо,
  • продукты животноводства.

Сырье:

Ежегодно в России есть более 700 млн. тонн учтенных отходов лесо - и деревообработки

Свободные экономические зоны (СЭЗ) «Лес»

Задачи СЭЗ:

  • в кратчайшие сроки решить жилищные, эколого-экономические, продовольственные проблемы;
  • организовать выпуск биотоплива, нефтехимических продуктов, кормовых добавок для продуктов животноводства;
  • отходы одного производства становятся сырьем для следующего и т.д., в результате чего прибыль существенно возрастает.

Пример:

  • Отходы леса – барда – кормовые добавки для скота.
  • Отходы животноводства(навоз)
    • биогаз для тепла
    • удобрения,
    • черви
    • подкормка птицы.

УРАВНЕНИЕ БЛАГОДЕНСТВИЯ

Закон о глубокой переработке всех видов сырья + СЭЗ «Лес» + крупные частные инвестиции + ЛБХК = «канадские» дома с воздушным отоплением + все виды биотоплива на основе отходов + продовольствие (мясо, молоко и продукты их переработки)+ экономия млн. тонн металла от замены водяного отопления + экономия затрат на ЖКХ + создание тысяч малых предприятий + решение экологоэнергети ческих и демографических проблем

КОСМОБИОЭНЕРГЕТИКА - ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ БИОЭНЕРГЕТИКИ

Космический эксперимент «Знамя» 1993 год.

  • Развернут отражатель диаметром 20 м в условиях космоса.
  • База - орбитальный грузовой корабль «Прогресс-М».
  • Отраженный солнечный свет направлялся в подспутниковую точку.
  • Пятно отраженного солнечного света по ночной поверхности Земли проходила через Европу.
  • Диаметр светового пятна на Земле в подспутниковой точке пропорционален высоте орбиты Н: dс.п. ~ 0.01Н.
  • Группа рефлекторов (до 10-12) диаметром 200 м на круговой орбите высотой 1658 км может последовательно обеспечить искусственное освещение нескольких больших городов с освещенностью до 40 лк, что почти в 200-400 раз превышает естественную освещенность ночью при полной Луне.
  • Площадь освещения может достигать десятков км2.
  • Наиболее подходящая высота орбит для них - 1.5-4.5 тыс. км.

С помощью космических отражателей, концентраторов или лазеров можно:

  • повысить интенсивность солнечной энергии,
  • удлинить время освещенности поверхности,
  • ускорить рост и увеличить производство биомассы
  • повысить урожайность сахарной свеклы и сахаристость,
  • увеличить выход древесины на биоэнергетических ланд-плантациях, повысить выход биомассы планктона,
  • продвинуть на север плантации сладкого сорго, сахарного тростника и т.д.).

Генная инженерия дополнительно повысит морозостойкость и сахаристость речного тростника из плавней.

Опасности от данной ГМ-продукции нет, т.к. жом сжигается в печах в качестве твердого биотоплива.

5.2. Слушатели ознакомились с деятельностью первого в России клуба альтернативной энергетики в школе-интернате №58 г.Москвы. Вожатый Василий Тушев – выпускник этой школы, а ныне студент МИРЭА, рассказал, как все это начиналось и показал фильм.

5.3.Проведено тестирование по вопросам нанотехнологии. Лучшие результаты показали: Шевцов Максим, Шарастепанова Дарима, Цыбиков М., Цырендоржиева Димид. Победителям вручена атрибутика наноклуба МИРЭА.

5.4. Практические занятия. Воздушная среда и методы ее исследования. Загрязнение воздуха и методы его исследования. Мероприятия по снижению загрязнения. Альтернативные источники энергии, водород и его получение. Изучение загрязнения воздуха с помощью индикаторных трубок Полевые практические исследования загрязнения воздушной среды с применением как химических методов, биоиндикации и фитоиндикации.

16 сентября

Направление

Занятие 6. Тема 6. "Прогнозы: направления практического использования нанотехнологий"

Цель занятия: Ознакомить слушателей с перспективами и трудностями, возникающими при широком внедрении нанотехнологий в нашу жизнь

Краткий конспект занятия

6.1.Прогнозы развития нанотехнологий

  1. Медицина. Создание молекулярных роботов-врачей, которые "жили" бы внутри человеческого организма, устраняя или предотвращая все возникающие повреждения, включая генетические. Срок реализации - первая половина XXI века.
  2. Геронтология. Достижение личного бессмертия людей за счет внедрения в организм молекулярных роботов, предотвращающих старение клеток, а также перестройки и улучшения тканей человеческого организма. Оживление и излечение тех безнадежно больных людей, которые были заморожены в настоящее время методами крионики. Срок реализации: третья - четвертая четверти XXI века.
  3. Промышленность. Замена традиционных методов производства сборкой молекулярными роботами предметов потребления непосредственно из атомов и молекул. Срок реализации - начало XXI века.
  4. Сельское хозяйство. Замена природных производителей пищи (растений и животных) аналогичными функционально комплексами из молекулярных роботов. Они будут воспроизводить те же химические процессы, что происходят в живом организме, однако более коротким и эффективным путем. Например, из цепочки "почва - углекислый газ - фотосинтез - трава - корова - молоко" будут удалены все лишние звенья. Останется "почва - углекислый газ - молоко (творог, масло, мясо)". Такое "сельское хозяйство" не будет зависеть от погодных условий и не будет нуждаться в тяжелом физическом труде. А производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда. Срок реализации – вторая - четвертая четверть XXI века.
  5. Биология. Станет возможным внедрение наноэлементов в живой организм на уровне атомов. Последствия могут быть самыми различными - от "восстановления" вымерших видов до создания новых типов живых существ, биороботов. Срок реализации: середина XXI века.
  6. Экология. Полное устранение вредного влияния деятельности человека на окружающую среду. Во-первых, за счет насыщения экосферы молекулярными роботами-санитарами, превращающими отходы деятельности человека в исходное сырье, а во-вторых, за счет перевода промышленности и сельского хозяйства на безотходные нанотехнологические методы. Срок реализации: середина XXI века.
  7. Освоение космоса. По-видимому, освоению космоса "обычным" порядком будет предшествовать освоение его нанороботами. Огромная армия роботов-молекул будет выпущена в околоземное космическое пространство и подготовит его для заселения человеком - сделает пригодными для обитания Луну, астероиды, ближайшие планеты, соорудит из "подручных материалов" (метеоритов, комет) космические станции. Это будет намного дешевле и безопаснее существующих ныне методов.
  8. Кибернетика. Произойдет переход от ныне существующих планарных структур к объемным микросхемам, размеры активных элементов уменьшаться до размеров молекул. Рабочие частоты компьютеров достигнут терагерцовых величин. Получат распространение схемные решения на нейроноподобных элементах. Появится быстродействующая долговременная память на белковых молекулах, емкость которой будет измеряться терабайтами. Станет возможным "переселение" человеческого интеллекта в компьютер. Срок реализации: первая - вторая четверть XXI века.

6.2. Пять перспективных направлений от Российской академии наук

В Российской академии наук определены пять перспективных направлений в развитии в области нанобиотехнологии, продиктованных, в первую очередь, заботой о людях.

  1. Нанодиагностика и нанодетекция. Это создание биологических узнающих систем – детекции биоорганических субстанций, бактерий, вирусов для молекулярной биологии, медицины, экологии, криминалистики. Это конструирование нанобиосенсоров для нужд генодиагностики, наркодиагностики, мониторинга лекарств и т.д.
  2. Нанолекарства. Здесь создание новых лечебных препаратов для клеток-мишеней и клеточных наноструктур, новых противоопухолевых, кардиотропных и психотропных средства, новых антибиотиков, иммуномодуляторов, аллерготропинов и наноантител. Это все необходимо для лечения иммунодефицитов, аллергии, опухолей, аутоиммунных и других заболеваний.
  3. Нановакцины: их получают путем конструирования иммуногенов, мини-антител, наноантител. Это вакцины нового типа против туберкулеза, СПИДа, гепатитов, гриппа и других, новых и возвращающихся социально значимых инфекций. С их помощью будут возможны противоопухолевая защита организма, адресное влияние на иммунитет.
  4. Трансгенез, т.е. трансгенное наноконструирование бактерий, вирусов, растений и животных. Оно даст новые эффективные гормоны, виды растений и породы животных, биологические материалы для человека.
  5. Нанобионика – это создание нанокомпонентов кровезаменителей, наногубок и нанотрубок для депонирования биоактивных субстанций, безаллергенных биоматериалов, энерготрасформирующих наносистем и нанороботов в живых тканях, а также модельных живых клеток и искусственных вирусов.

Реализация только одного из нанопроектов и только на одном из названных направлений выведет на рынок новое оборудование для очищения организма от вредных веществ, профилактики атеросклероза, других сердечно-сосудистых заболеваний. Это возможно благодаря трековым мембранам, где на 1 кв. см получают до 1 млрд. пор: через них отфильтровываются даже бактерии! И вот что примечательно: эту технологию можно успешно применять и в медицине, и в пищевой промышленности, да и, наверное, не только там.

6.3. Проблема.Действие нанотехнологии на окружающею среду

  • Мы не пытаемся остановить нанотехнологии, но лишь пытаемся понять, где могут быть проблемы и найти пути по их решению.
  • Необходимо выяснить, какими путями осуществляется биодеградация наночастиц и как она влияет на экологические цепи в живой природе.
  • Наночастицы легко проникают в организм человека и животных через кожу, респираторную систему и желудочно-кишечный тракт
  • Вдыхаемые крысами наночастицы оксида марганца в концентрации обычно вдыхаемой рабочими-сварщиками, легко попадают из носовых полостей в обонятельную зону мозга.
  • Также частицы оседали в лобной доле мозга, мозжечке и легких. Спустя 12 дней концентрация частиц в обонятельной зоне выросла в 3.5 раза, а в легких - в два раза.
  • Нос подвержен воздействию наночастиц с размером менее 100 нанометров. Наночастицы, получающиеся при сгорании (продукты угольных электростанций, мусоросжигательных печей и дизельного транспорта), накапливаются в носовых путях, вызывая различные заболевания, включая ринит, повреждения эпителия носовых путей.

6.4.Практические занятия. Получение раствора наночастиц золота

Цель работы: синтезировать в водном растворе сферические наночастицы золота и исследовать их свойства в качестве электролитного сенсора, ознакомиться с основными понятиями метода абсорбционной спектроскопии и изучить оптические свойства растворов синтезированных наночастиц.

Опыт. Синтез сферических наночастиц золота (Проделан вожатым В.Тушевым для слушателей, которые с интересом наблюдали в течении 10 минут процесс получения нанозолота и 4-х кратное изменение окраски раствора от светло-желтой до рубиново красной)

В 0,001 M раствор HAuCl4 (источник золота)в термостойком стаканчике нагретом до 1000 С (при непрерывном интенсивном перемешивании), добавляется 1%-ного (0,039M) раствора цитрата натрия (Na3C6H5O7)(восстановитель и стабилизатор). При кипячении и непрерывном перемешивании раствора через 10 минут появляется рубиново-красная окраска.

17 сентября

Занятие 7. Тема 7. «Солнечно-водородная энергетика. Клубные формы обучения школьников высоким технологиям»

Цель занятия

Краткий конспект занятия 7.1. Что беспокоит человечество в этом веке?

  • Истощение ресурсов планеты: нефти, газа, угля, некоторых металлов и минералов.
  • Атмосфера уже не справляется с отравлением ее продуктами жизнедеятельности человека.
  • Основные традиционные топливные ресурсы сосредоточены неравномерно.

Вас спасет водород! История открытия, применений водорода. Водород доставляет нас в стратосферу, космос. Как лейтенант Шелищ в блокадном Ленинграде спасал город от бомбардировок?

7.2.Водородная энергетика. Производство и очистка водорода. Технологии хранения водорода. Топливные элементы. Автономные источники энергии. Водород на автомобиле.Водород и безопасность.

7.3.Поэтому Водородный клуб МИРЭА и его филиалы в инициативном порядке проводит энергоэкологическое образование (ЭЭО) среди студентов и школьников. ЭЭО - информированность населения о том, что мировое сообщество должно двигаться в направлении ноосферной водородной цивилизации. Этот путь обеспечивает людям не только выживание, но и длительное устойчивое развитие в гармонии с природой.

ЭЭО - в простой доходчивой форме должно нести населению основную водородную проблематику:

  • Водород - не только самое распространенное в природе, самое чистое в экологическом плане топливо, но и накопитель, и носитель экологически чистой энергии.
  • Водород связан со всеми иными видами альтернативной энергетики: солнечной, ветровой, геотермальной, атомной, термоядерной, электрической и т.д. ; даже с углем через синтез-газ.

ЭЭО включает водородный всеобуч, основы энергосбережения,экологическое образование. Последнее - единственное из них, имеющее государственный статус образовательной дисциплины.

Водородный всеобуч(ВВ) -важнейшая составная часть энергоэкологического образования. ВВ до утверждения программ проводится избирательно, в инициативном порядке в семье, в школе , в водородных клубах.

Четыре года назад студенты МИРЭА открыли Водородный клуб, филиалы клуба возникли в Москве в школе-интернат №58, Политехническом колледже №39, Автомобилестроительном колледже и РОО «Живая земля». В 2005-2007 гг. в 15 школах и 9 вузах г.г. Москвы, С.-Петербурга, Урала, Ямала, Донецка, Минска созданы филиалы Водородного клуба МИРЭА.

Переходу к солнечно-водородной энергетике наиболее восприимчивы: университетская молодежь, активисты экологического движения в школах и колледжах.

Водородный клуб МИРЭА и его филиалы в своей деятельности использует все доступные формы обучения и информатизации:

  • участвует в организации и проведении международных симпозиумов по водородной энергетике;
  • поддерживает свой сайт в Интернете http://www.h2club.mirea.ru;
  • выпускает цветную иллюстрированную газету "Водородоворот";
  • выпускает журнал «Водородный всеобуч»;
  • организует филиалы водородного клуба в подшефных школах.

Идеи ВЭ постепенно проникают во все слои российского общества в соответствии с лозунгом Водородного клуба и ВВ «Дайте ходу водороду».Дело не ограничивается школами: в детском саду г. Миньяр Челябинской области дети с удовольствием приняли энергоэкологические игры, играют в экологических постановках и узнают откуда появляются «черные тучки», как людей будут спасать «Солнечные зайчики» и водород.

Новой формой энергоэкологической работы стало проведение в МИРЭА, в лицее № 179 С-Петербурга водородных фестивалей, сочетающих научные сессии с массовыми мероприятиями — художественной самодеятельностью, новыми играми и т.п. Уже проведено 6 – в Москве и 4- в Санкт-Петербурге.

На первом фестивале инициативно объявили День водородной энергетики в России (21 сентября).

7.4. Просмотр документального фильма «Водородный лейтенант Б.И.Шелищ» Целью показа фильма является: Знакомство с историческими подробностями трагических событий блокадного Ленинграда, возможность познакомить молодежь с тем, как в тяжелейшее для народа время, несмотря на лишения, находились исключительно талантливые решения, возникавших проблем, направленных в будущее, воспитание в подрастающем поколении духа патриотизма, интереса к научным проблемам, придание широкой огласке малоизвестных фактов и научных решений, далеко опережающих своё время. В блокадном Ленинграде Б.И.Шелищ организовал изготовление и запустил на водороде 200 автомобильных двигателей(без аварий).

7.5.Практическо – лабораторная работа по изучению состава почв. Почва и методы ее исследования. Почва, ее состав, процессы почвообразования, виды почв. Химические процессы в почве и основные факторы на них влияющие. Экологическое значение почв. Опыты: Водная вытяжка из почвы, определение рН, железа, сульфатов, хлоридов, нитратов.

18 сентября

Направление: "Промышленная экология и нанотехнология"

Занятие 8. Тема 8. «Общие представления о природе вещества, понятие макро- и микро-

Цель занятия: показать эволюцию развития представлений о природе вещества с древнего мира по настоящее время. Разъяснить понятия макро- и микро.

Краткий конспект занятия.

В форме беседы дается информация о развитии представлений о природе веществ с течением времени. Дается определение кратных и дольных приставок к единицам измерения физических величин. Дается понятие Технологии как процесса создания различных изделий. Дается определение нанотехнологии.

Задание.Написать сочинение: «Чтобы я сделал, если бы был нанотехнологом".

19 сентября

Направление: "Промышленная экология и нанотехнология"

Занятие 9. Тема 9. "Это удивительное вещество – вода"

Цель занятия: дать представление о структуре воды как о взаимодействующих внутренних наночастицах и богатстве свойств, проявляемых ей вследствии этого.

Краткий конспект занятия

Рассказываю об аномальных физических и химических свойствах, которые проявляет обыкновенная вода, объясняя их с точки зрения ее структуры.

Показываю документальный фильм «Вода»

Умные мысли – в ходе обсуждения фильма дети предлагали использовать воду с записанной на ней информацией для различных целей, например, лечить людей; высказывали предположения, что современное состояние окружающей среды связано с негативным информационным влиянием на нее со стороны людей.

20 сентября

Направление "Промышленная экология и нанотехнология"

Занятие 10. Тема 10. "Основы сканирующей зондовой микроскопии"

Цель занятия: Дать представление о принципах работы современных сканирующих зондовых микроскопов

Краткий конспект занятия

Еще раз рассказываю о строении атома. Электронные орбитали. Электрон – волна – квант. Электрический ток – туннельный эффект

Мозговой штурм

Вопрос: «Каким образом используя туннельный эффект можно изучать рельеф поверхности с очень большим увеличением (большой разрешающей способностью)?».

Объясняю сущность пьезоэффекта как эффекта изменения линейных размеров некоторых твердых тел при приложении к их поверхностям разности потенциалов (напряжения).

Вопрос: «Что такое обратный пьезоэффект?»

Объясняю природу сил Ван дер Ваальса

Вопрос: «Как используя силы межмолекулярного взаимодействия и законы отражения исследовать рельеф поверхности с очень большим разрешением?»

Вопрос: «В чем, на ваш взгляд, между первым (туннельным) и вторым (атомно-силовым) микроскопами?»

21 сентября

Занятие 11. Тема "Нанотехнологии и химия"

Цель занятия: Показать междисциплинарный характер нанотехнологии.

Рассказываю правила игры «Химическое домино» Показываю презентацию о применение наночастиц полученных химическим путем и об изменении макроскопических свойств материалов при введении в них этих частиц. Изготавливаем « Химическое домино»

Занятие 12. Тема «Обсуждение сочинений детей на тему «Если бы я был нанотехнологом»

Краткий конспект занятия

Зачитываю сочинения детей (без указания фамилии и имени ребенка) и обсуждаю с аудиторией основные положения сочинений. Главный вывод – все мысли, которые отображены в сочинениях уже находят свое применение в той или иной области нанотехнологии, что свидетельствует о правильности их направления. Совет – больше читать литературы по нанотехнологии. Сообщаю адрес сайта по нанотехнологии в Интернете.

Изготавливанем «Химическое домино»

23 сентября

Занятие 13. Тема "Проблемы экологии и нанотехнологии"

Краткий конспект занятия

Рассказываю об основных причинах загрязнения атмосферы Земли и о некоторых путях ее очистки от загрязнений с применением нанотехнологии. Обращаю внимание детей еще на одну проблему, которую можно отнести к области экологии, а именно, о влиянии загрязнения воздуха спорами плесени на здоровье людей.

Показываю документальный фильм «Плесень». После просмотра провожу обсуждение.

По окончанию обсуждения играем в «Химическое домино»

24 сентября

Занятие 14. Тема "Проведение работ по измерению элементов поверхности твердого тела с атомарным разрешением, используя программу «Фемтоскан»"

Ход занятия

Рассказываю слушателям о возможности проведения дистанционных исследований поверхности твердых тел с помощью сканирующих зондовых микроскопов, находящихся в МГУ с помощью Интернета. Знакомлю с условиями необходимыми для таких исследований. Используя библиотеку файлов программы «Фемтоскан», показываю основные приемы работы.

Демонстрирую использование программы для изучение поверхностей с нанометровым разрешением.

После объяснения приемов и правил работы отдельные слушатели Москвичев Стас, Логуманов Александр самостоятельно проводят работу, остальные слушатели наблюдают ход работы на большом экране, благодаря использованию видеопроектора.

25 сентября

Фестиваль технологий

Краткий ход фестиваля

Нанотехнология и промэкология. Презентация о нанотехнологии. Работа в программе «Фемтоскан». Соревнование по «Химическому домино». Победитель соревнования по «Химическому домино» - команда 6 отряда.

21 сентября

Игра – «Дайте ходу водороду!»
Оформление зала – Плакаты в зале, плакаты в поддержку команд

Содержание игры

  2. Рассказ о возобновляемых источниках энергии и о водородной энергетике.
  3. Показ видеофильма о водородных клубах г. Москвы.
  4. Конкурс домашних заданий «Вы Робинзон Крузо».
  5. Викторина о водороде и об его использовании.

Все лекции сопровождаются слайдовыми презентациями и видеороликами по соответствующей тематике.

На лекциях слушателям предлагается раздаточный материал в виде разработанных в МИРЭА учебных пособий по нанотехнологиям, газет «Наноэлектроника», журналов, буклетов.

Ещё фотографии: