Номер 12, 2012

VII Всероссийский Фестиваль Науки: У каждого – ума палата

Какая связь между рубанком и нанотехнологиями? Я узнал об этом на VII Всероссийском Фестивале Науки, который проходил с 12 по 14 октября. Генеральным партнером Фестиваля выступает «Лифт в будущее» - проект по поиску, поддержке и развитию талантливой молодежи, объединяющий три основных звена инновационного процесса: талантливую молодежь, институты и бизнес-структуры и высшие учебные заведения.
Выставка самых последних достижений человеческой мысли проходила не только в Москве, но и по всей России. Самые современные гаджеты, роботы, способные обслуживать больных в поликлинике, электромассажер для головы, достижения в области пиара и продвижения театральных постановок...Все это и многое другое смогли видеть наблюдатели, оказавшиеся в эпицентре замечательного события.

Московская часть выставки занимала площадб Фундаментальной библиотеки и Шуваловского корпуса МГУ и Экспоцентра. Можно было не только увидеть демонстративные экспонаты, но также поучаствовать в мастер-классе, выигрывать призы в викторинах, посетить интересную лекцию или посмотреть увлекательное научное шоу.

Не успел я войти в библиотеку, как с ног меня чуть не сшибла шумная толпа школьников. Ребята веселым табуном бежали по коридору, каждый хотел поймать летающую акулу. Та повернулась ко мне, улыбаясь во все свои 280 акульих зубов. Я успел разглядеть, что рыба представляет собой воздушный шар, в нижней части которого расположен электромотор, управляющий хвостом, и бегунок – он распределяет вес, за счет чего рыбина двигается вперед или назад. Управляется она специальным дистанционным пультом. Рыба не стала надолго задерживать на мне свое внимание и отправилась дальше по акульим делам, а вместе с ней убежало и ее шумное сопровождение. Тут будет весело, понял я.

Наткнулся на белый круг, на нем – следы подошв, долго думать не надо – встал на них, поднял взгляд, а на большом экране, где как в зеркале отражался холл, меня уже вовсю полировали два робота. Это не просто 3D-технологии. На экране можно наблюдать за всей экспозицией, а белый круг – это условная метка. Анимационные роботы, распознают человека в кадре и тут же принимаются за ним «ухаживать».

На стенде «МГУ – Космос» представлены три спутника. Зовут их просто: «Татьяна-1», «Татьяна-2» и «Ломоносов». Первые два нисколько не напоминали человеческих девушек: скорее стандартные коробки «Почта России». Олеся Рудникова, ведущая экспозиции, объяснила: «Тани» свое отлетали. Спутник «Татьяна-1» был запущен в космос 20 января 2005 года ко дню студента, который в народе и именуется Татьянин день. Поверхность спутников покрыта фотоэлементами: они работают на солнечной батарее. С обратной стороны – различные датчики, защищенные теплоизолирующим материалом. «Ломоносов», который назван так в честь трехсотлетия великого ученого и только ждет своего путешествия в космом. Этот красавец гораздо больше по размерам своих подружек и напоминает робота. Он создан для того, чтобы изучать транзиентные световые явления – то есть вспышки электромагнитного излучения в верхних слоях атмосферы (между облаками и ионосферой). А ну животе у него – огромное зеркало. Когда спутник отправится на орбиту, это зеркало будет направлено на Землю.

Все спутники собраны руками студентов совместно с их преподавателями.

На стенде «Идентификация человека» можно проверить свою личность. Первым делом я с облегчением выяснил, что мой паспорт не поддельный: на просвете через ультрафиолет на нем видны водяные знаки: надпись «Россия» на первой странице, а нитки на срединном развороте светятся зеленым светом.

Утерев пот со лба, я обратил внимание на специальный саквояж настоящего детектива. В нем – фотоаппарат, мел, рулетка и несколько бутыльков с железной пылью. Тело человека повсеместно выделяют секреции – пот. Когда человек касается какого-то предмета, то его отпечатки непременно остаются на нем – нужно их лишь правильно «поймать». Для этого сыщики поверхность предмета посыпают металлической пылью, она в точности повторяет индивидуальный рисунок пальца – после чего надо всего лишь сделать специальный оттиск: оставить след на особой пластине.

На стенде «Инженерная физика» меня познакомили с тремя симпатичными электронными питомцами. Первый – игрушечная машина с двумя датчиками, реагирующими на свет лазерной указки. Любопытный механический питомец, едет в том направлении, куда показывает указка: датчики определяют, на какой из них приходится большая интенсивность – в ту сторону робот и поворачивает. Его приятель представлял собой металлическую палку о двух колёсах. Этот робот не усложняет себе жизнь и ездит лишь в двух направлениях – вперед-назад. Вся его задача сводится к тому, что удерживать равновесие. Принцип действия достаточно прост: толкните робота, и чтобы компенсировать угол наклона он начнет двигаться в сторону отклонения, а затем вернется обратно. Третий робот представляет собой металлический стержень с небольшой платформой, на которой установлен двигатель и пружина под ним. Она заменяет ему ноги. Робот, как мне объяснил Сергей Запуниди, преподаватель программирования микроконтроллеров физического факультета – это разновидность игрушки «Фого стик». Он состоит из маховика, заменяющего ему руки и ноги (когда нужно стабилизировать равновесие), двигателя, и системы подкачки энергии – соленоида, который движется вверх и вниз, влияя на силу инерции и усиливая тем самым прыжок. На роботе установлен гироскоп, он помогают вычислять отклонения. Там, где застрянет Ленд Ровер, хвалится Сергей, робот перепрыгнет препятствие, как кузнечик перепрыгивает лужу.

На стенде «Научно-исследовательские проекты школьников» удалось вдоволь побаловаться. Здесь я познакомился с ньютоновской жидкостью – это крахмал, разведенный с водой в соотношении: 1:1. Любое усилие, которое применяет по отношению к жидкости, заставляет её твердеть, но, как только оставишь ее в покое, она опять превращается в вязкую белую массу, напоминающую тесто для блинов. Свойства ньютоновской жидкости можно испытать следующим образом: облачаешься в специальные резиновые носки и вступаешь в огромный чан, наполненный этой белой массой. К удивлению многих, человек не тонет, а беззаботно гуляет по поверхности.

Тут есть бумажная птица. Вместо ног у нее – бумажная петля, с помощью которой она спускается вниз по вертикально растянутой нитке. Вся изюминка в том, что ускорение птицы в момент падения равно нулю.

Можно воплотить в жизнь и давнишнюю мечту любого мальчишки: прислонить магнит к экрану монитора и увидеть, как электроны реагируют на такую вопиющую жестокость по отношению к электронной технике. А ещё была маленькая металлическая лодка. На ней установлена медная мембрана, припаянная к двум металлическим трубкам. Если под мембрану поставить зажженную свечу, то плавучее средство придет в движение – за счет того, что, нагреваясь, мембрана пульсирует, заставляя потоки воды циркулировать через трубки.

Меня заинтересовал огромный стенд, принадлежащий Дому научно-технического творчества молодежи. Школьники представляли свои собственные изобретения или разработки. Демьячок Никита, ученик 8 класса, из гимназии 1272 рассказал о блоке питания, который он собрал сам. Характеристики блока следующие: напряжение 50 вольт, сила тока 50 Ампер, а максимальная мощность – 2,5 кВт! Блок сделан на семистерном регуляторе – что позволяет сочетать огромную мощность с компактным размером. Семистер практически не греется и его можно использовать без радиатора. Таким блоком питания можно заряжать аккумулятор не только для машины, но и для самолёта и даже подводной лодки.

А конструкторскому перу Влада Михайлова, ученика гимназии 1195 принадлежит «энергокуб» - очень мощный источник электромагнитного излучения. Энергокуб состоит из двух частей: излучателя и блока управления. Если поднести к нему люминесцентную лампу, то она загорится – но для такого фокуса необходима разность потенциалов. В качестве заземления можно использовать палец. Стоит только увеличить мощность – и загорится лампа накаливания. Давным-давно в заграничном городе Истра уже проводились подобные эксперименты: с помощью гигантского трансформатора Теслы пытались осветить целый город. И это вполне возможно, но, увы, по неизвестным причинам исследования резко прекратились. Никола Тесла – это любимый ученый Влада. В домашних условиях мальчик проводит различные эксперименты, навеянные смелыми идеями гения. Влад передавал с помощью магнитного излучения звуковые волны на динамики. Моделированный сигнал поступал на прерыватель катушки и музыка звучала.

Кстати, о большой мощности. Всемирно известный фокусник Дэвид Блейн за три дня пропустил через себя миллион вольт. Оказывается, он ничем не рисковал, выполняя свой трюк. Иллюзионист был облачен в специальную кольчугу – так называемую клетку Фарадея, благодаря которой огромный электрический заряд уходил в пол.

Мария Корнелаева, ученица школы № 171, изучает сухопутные водоросли, растущие на деревьях. Девушка уверена: те нисколько не вредят своим сожительством березкам или осинкам, но в них содержатся скрытые полезные свойства. А ее коллега, Олег Терехов, проводит работы по синтезу искусственного лишайника, который можно получить в домашних условиях. Лишайник очень полезен в природе: им питаются северные олени, а человек получает на его основе краситель. Но лишайник очень чувствителен к загрязнению окружающей среды. Задача Олега - научиться выводить этот вид растительности в лабораторных условиях.

В холле библиотеки располагался огромный прозрачный макет автомобиля, сделанный из пластика. Здесь представлялись образцы современных материалов. Например, фильтр для выхлопных газов, который снижает содержание газов в выхлопах – углекислого газа в 12 раз, а углерода в 85 раз. Есть тут образцы нанопорошков, которые добавляются в качестве присадки к двигателю. Они снижают трение деталей и повышают работоспособность. Я взял в руки деталь к двигателю, она показалась мне подозрительно легкой. «Это потому, - объяснили мне, - что сделана она на основе алюминия, но обладает всеми характеристиками стали. Двигатель из такого материала будет легким, но в остальном не уступит своему тяжелому собрату». Имеется тут и образец особо прочной рессоры, сделанный на основе стали, измельченной до нано-порошка.

На выставке я узнал о метаматериале. Он представляет собой неестественные кристаллы с отрицательным показателем преломления и обладает большими перспективами. Например, его можно использовать в медицине – и сократить процесс МРТ с 45 минут до 5 и даже 10. Дальше лучше: обеспечивать беспроводную зарядку для сотового телефона. Или сделать «шапку-невидимку». Благодаря тому, что на луч в точках падения и преломления действуют отрицательные электромагнитные потенциалы, он распространяется нестандартным образом – как бы огибает препятствие. Это и делает объект невидимым.

Для всех присутствующих выступал Театр Занимательной Науки: весело и увлекательно демонстрировались различные научные изыски. Можно было опустить палец в горячий свинец и обойтись без ожога. Дело в том, что при нагревании до температуры 425 градусов по Цельсию, на поверхности расплавленного свинца образуется пленка. Если смочить палец, и быстро засунуть его в кипящий раствор – то палец останется цел.

Адепты занимательной науки заставили светиться маринованный огурчик. Для этого в него с двух сторон воткнули по металлической вилке, подсоединили их к проводам и подключили к электросети. Соленый огурец, обладающий свойствами хорошего электролита, проводит электричество, но из-за высокого сопротивление в тот месте, куда воткнута вилка его начинает «коротить» и он светится. Дома такой фокус лучше не повторять. Можно не только устроить пожар. Запах поджаренного на двух вилках огурца – не порадует гурманов.

Также разрушители легенд устроили небольшой кинопоказ, в ходе которого успешно развенчали один телевизионный трюк. Вы, должно быть, смотрели фильм «Неуловимые Мстители» и помните перестрелку в баре. Пуля пролетает через кувшин, а из него после этого по касательным выливаются две аккуратных струйки вина. Это невозможно. Но почему? Для того, чтобы повторить данный трюк в МГУ не пришлось устраивать пальбу. Причина всего кроется не в том, что пуля пробивает стенки сосуда, а в том, что пролетая со скоростью 270 м в секунду, она расталкивает вещество, находящееся в кувшине. Если он пуст, то это вещество - воздух, а если нет – то вино (как было в фильме). Для демонстрации фокуса устроили микровзрыв. Сначала в пустую трехлитровую бутыль опустили две металлических стержня, между ними натянута тонкая проволока – её сопротивление настолько высокое, что при включенном напряжении, она лопается. Итак, в пустой банке, проволока просто взрывается, банка остаётся в сохранности. Если записать действо на видео и потом посмотреть в замедленном повторе, то можно увидеть, как в момент взрыва через открытое горло бутылки наружу стремится воздух. А если наполнить банку водой и повторить эксперимент, то… она разлетается на мелкие кусочки! Поэтому происходящее в фильме самая настоящая фантастика.

Между библиотекой и Шуваловским корпусом МГУ располагалось куполообразное строение – 3D-кинотеатр. Устроившись на удобных кушетках можно было с удовольствием смотреть фильм о путешествии Чарльза Дарвина на Голопогосские острова.

В Шуваловском корпусе мне рассказали об эволюции человеческого черепа. Голова неандертальца была значительно больше нашей, но на умственные способности это не влияло – размер мозга играет в этом вопросе далеко не главную роль. А на стенде исторического факультета стояла огромная ёмкость с песком – любой желающий, орудуя кисточкой и лопаткой, мог откопать обломки кувшина или старых ножей, почувствовав себя настоящим археологом.

С удовольствием посетил я несколько лекций. Расскажу об одной. Профессор Всеволод Твердислов поведал о природных симметриях. Череда симметрий, составляет ткань эволюции Вселенной в масштабах от микро- до мегамира, она определила формы жизни и эволюцию Биосферы на Земле. Ветвящееся Древо Жизни ведет начало от хиральной асимметрии, свойственной ветвящимся соединениям углерода. Хиральными называются зеркально-симметричные объекты, не совместимые друг с другом. Как, например, наши правая и левая рука. Вот и все наши аминокислоты, входящие в состав белков, обязательно левые. А все сахара, в том числе (дезокси)рибоза, входящая в ДНК, - правые. Вот где живут высочайшие из известных человечеству нанотехнологии. Совсем не в компьютерах!

Усталый, но довольный я отправился домой. Так прошли первые дня Фестиваля. В актовом зале Фундаментальной библиотеки состоялась торжественная часть: ректор МГУ, Виктор Садовничий, рассказал об интересных фактах из мира науки. Хор исполнил традиционный «Гауадемус», а лидер группы «Несчастный случай», Алексей Кортнев, провел занимательную викторину.

Евгений ВЛАСОК

(Окончание в следующем номере)

К началу ^