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.

Разные разности

12.09.2018 18:00:00

Сотрудники геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова провели исследования арктического кратера на полуострове Ямал, выяснили причину его образования и открыли новое геологическое явление, ранее известное только для ледяных планет и планетоидов.

>>
07.09.2018 10:00:00

Сотрудник кафедры зоологии позвоночных МГУ имени М.В. Ломоносова в ходе международной экспедиции нашёл и описал новый вид тонконогих чесночниц. Вид назвали Leptobrachium tenasserimense.

>>
04.09.2018 10:00:00

...возможно, на Марсе есть подледное озеро жидкой воды шириной 20 км...


...редактирование геномов с помощью CRISPR-Cas9 может вызывать обширные делеции и геномные перестройки, затрагивающие многие тысячи нуклеотидов и потенциально патогенные...


...гугл-очки с функцией распознавания эмоций по выражению лица снижают проявления аутизма у детей...


>>
31.08.2018 10:00:00

Однозначно ответить на вопрос, какая сила позволяет паукам летать на своей расправленной паутине, никто не может почти двести лет. Похоже на электрическое явление, но никто пока что не собрался изучить связь паука с электричеством. Этот промах исправили Эрика Морли и Дэниэл Роберт из Бристольского университета.

>>
29.08.2018 13:00:00

Ответ на вопрос, заданный в заголовке, искали орнитологи во главе с Мартином Найфеллером из Базельского университета. Правда, не для всех птиц, а для тех, что уничтожают вредителей садов и огородов.

>>