Нарисую таблицу

Комаров С.М.
(«ХиЖ», 2018, №4)

В свое время основатель «Химии и жизни» академик И.В.Петрянов-Соколов строго-настрого запретил публиковать в журнале неканонические варианты таблицы Менделеева и советовал лучше ее вообще не трогать. Мы неуклонно следуем этому правилу, лишь в крайних обстоятельствах позволяя себе его нарушать, например в связи с синтезом большого числа новых элементов в ускорительных экспериментах.Однако 2019 год объявлен ООН Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Открытие Д.И. Менделеева, которому в 2019 году исполняется 150 лет, по данным опроса авторитетного «Journal of Minerals, Metals and Materials Society» (см. «Химию и жизнь», 2006, № 11), признано величайшим достижением человеческой технологической мысли за все тысячелетия существования технологий. Российское химическое общество имени Д.И.Менделеева начало подготовку заранее: при поддержке факультета наук о материалах МГУ им. М.В.Ломоносова и Фонда инфраструктурных и образовательных программ провело в рамках XII интернет-олимпиады «Нанотехнологии — прорыв в будущее!» конкурс фотографий, на которых «изображены интересные и необычные варианты Периодической таблицы элементов Д.И.Менделеева или отдельных химических элементов». Призы, в том числе 20 пополняемых архивов журнала «Химия и жизнь», были вручены 31 марта 2018 года.

pic_2018_04_46.jpgГран-при конкурса достался Наталье Архаровой, Андрею и Антону Ореховым из Института кристаллографии им. А.В.Шубникова и ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН. Они превзошли подвиги лесковского Левши — выгравировали таблицу Менделеева на углеродном волокне. Вот объяснение сути их работы.

«Заглянем внутрь сканирующего двухлучевого электронного микроскопа. Фокусированный поток ионов галлия Ga+ летит со скоростью 3х106 м/c (всего в 100 раз меньше скорости света) и ударяется о поверхность материала. Эти ускоренные тяжелые и большие ионы выбивают материал с поверхности, образуя впадины. Величина и шероховатость таких впадин зависит от силы тока ионного пучка, а также от вида материала. Углеродные волокна состоят из легкого элемента и очень чувствительны к ионному пучку, поэтому для нанесения химических элементов потребуется самый маленький ток – в пикоамперы.

Подготавливаем таблицу Менделеева в виде изображения букв, по которым будет происходить травление. И запускаем травление… Через несколько десятков секунд на углеродном волокне видны элементы таблицы Менделеева, а также фотография самого автора. Размер полученной таблицы составляет 5х8,7мкм, а размер отдельных букв — около 100 нм. Итак, благодаря современным возможностям электронной микроскопии таблицу Менделеева удается расположить на углеродном волокне диаметром в 10 микрометров».


pic_2018_04_47-1.jpgВ лаборатории сканирующей зондовой микроскопии МБОУ «Лицей № 2» города Чебоксары Валерия Погорелова и Ксения Янаслова подготовили микровариант одной из ячеек таблицы, а именно той, что содержит главный элемент жизни — углерод, и заняли первое место. Конечно, и в их творчестве оказался представлен портрет автора таблицы, как же без него. Вот что пишут сами авторы работы: «Нам представилась возможность научиться сканировать и создавать изображения с помощью сканирующего зондового микроскопа «Nanoeducator» в школьной лаборатории. В процессе изучения принципов работы атомно-силовой динамической литографии мы провели множество экспериментов для получения качественного изображения». Валерия и Ксения подобрали наилучшие параметры для проведения литографии и нарисовали изображение ячейки углерода из Периодической таблицы химических элементов, которая заняла квадрат 4х4 мкм, а размер портрета Д.И.Менделеева — 2х2 мкм. Для справки: средняя толщина человеческого волоса — 100 мкм.


pic_2018_04_47-2.jpgА вот Ольга Ефремова из Великобритании решила пойти другим путем и создала макроскопическую таблицу Менделеева, сшив ее в виде ковра. Играя на этом ковре, ее дочери выучили символы химических элементов, а одна из них, десятилетняя Кира, так вдохновилась, что написала короткий рассказ про то, как химические элементы из своих символов составляли человеческие имена: ClOY, KIRa, AlISTaIr, SeLiNa.

На будущий год победителей многочисленных конкурсов, входящих в состав олимпиады, ожидает огромное количество призов — в 2018 году только на их вручение организаторам пришлось затратить более двух часов. А в числе главных – возможность поступления в ведущие вузы страны без экзаменов.


Справка

Интернет-олимпиада «Нанотехнологии — прорыв в будущее!» продолжает традиции олимпиады, проводимой с 2007 года. Ежегодно в ней принимают участие около 10 000 школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей.

Олимпиада включает ряд конкурсов, которые позволят любому участнику в максимальной степени проявить свои силы, знания, опыт и творческие способности. Большинство конкурсов проводятся в два этапа: заочный (отборочный интернет-тур) и очный.

Основной, теоретический тур олимпиады для школьников, проводится по комплексу предметов — химия, физика, математика и биология. Отдельно проводится конкурс проектных работ школьников — «Гениальные мысли». Для самых маленьких школьников предусмотрен конкурс «Юный эрудит».

Для студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей организован конкурс научно-популярных статей «Просто о сложном», в котором предлагается изложить простым языком материалы своих научных статей в высокорейтинговых журналах, и конкурс тьюторов, который позволит отобрать научно-исследовательские проекты для реализации школьниками.

Дополнительно для студентов старших курсов проводится Всероссийский этап олимпиады по нанотехнологиям, победители которого смогут принять участие в международной студенческой олимпиаде по нанотехнологиям в составе команды Российской Федерации.



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 4/2018) на с. 46 — 47.

123

Разные разности

07.08.2020 16:00:00

Планета Проксима b не случайно привлекает пристальное внимание астрономов. Ведь сразу после ее открытия выяснилось, что это почти Земля: массу оценили в 1,3 земных, причем расположена планета в обитаемой зоне, где возможна жидкая вода. Теперь же к расследованию присоединился точнейший спектрограф ESPRESSO.

>>
07.07.2020 18:00:00

…проект ИТЭР по созданию крупнейшего в мире термоядерного реактора прошел важную веху — на место установлено основание криостата, самая большая и тяжелая часть токамака...

…созданы структуры для фотосинтеза, более эффективного, чем природный, — капли размером с клетку, содержащие мембраны хлоропластов шпината и компоненты ферментативного цикла для синтеза органических молекул из углекислого газа…

…каждая третья женщина европейского происхождения имеет «неандертальский» вариант рецептора гормона прогестерона, связанный с повышенной рождаемостью, более редким кровотечением на ранних сроках беременности и меньшим количеством выкидышей…


>>
20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>