Связаться с приемной комиссией
Меню раздела
Основное меню
Продолжаем рассказывать о достижениях молодых ученых РХТУ им. Д.И. Менделеева, которые стали лауреатами премии Правительства Москвы.
В прошлой статье мы поделились циклом исследований молодых ученых кафедры химической технологии стекла и ситаллов, чья работа была удостоена премии в номинации «Технические и инженерные науки».
В этот раз мы подробно расскажем о разработке сотрудников кафедры химии и технологии биомедицинских препаратов Сергея Ткаченко и Максима Ощепкова. Они стали лауреатами в направлении «Передовые промышленные технологии», выдвинув на конкурс научную работу под названием «Разработка технологии получения и исследование новых флуоресцирующих ингибиторов солеотложения для водооборотных систем теплоэнергетического оборудования на территории Московского региона и за его пределами».
На протяжении пяти лет ученые занимались многоцелевой разработкой в области создания нового поколения отечественных ингибиторов солеотложений для теплоэнергетики. Суть проекта состоит в разработке новых средств для предотвращения образования отложений солей в оборудовании теплоэнергетики, что поможет улучшить эффективность работы системы энергоснабжения. В своей работе авторы придерживались комплексного подхода, т.е. использовали различные методы и технологии для создания эффективных ингибиторов.
«В качестве основы для создания новых ингибиторов была выбрана флуоресцентная технология, поскольку флуоресцентные молекулы могут быть легко активированы каким-либо источником света, чаще лазерным светом, а свет – очень удобный рабочий инструмент. Он обеспечивает такие ценные преимущества, как низкий расход энергии, возможность дистанционного управления, обратимость, четкость наблюдения и визуализации», - отметил доцент кафедры химии и технологии биомедицинских препаратов Сергей Ткаченко.
На первом этапе исследования были разработаны шесть не имеющих отечественных аналогов ингибиторов солеотложений. Два из них, созданные на основе полиакрилата и полиаспартата, были успешно испытаны на установках опреснения морской воды.
.png "Фотографии водных растворов ингибитора солеотложений с концентрацией 5 мг/л в видимом (а) и УФ-свете (б)")
Остальные флуоресцентные маркеры также имеют перспективы практического применения, но в другой научной области (например, могут использоваться для оптимизации доставки действующих веществ в нужные органы). Также показано, что флуоресцентные вещества могут использоваться для того, чтобы увидеть, начинается ли кальцификация (накопление кальция) в мягких тканях у людей или животных. Это может помочь выявить проблемы с костями или сосудами на ранних стадиях, когда они ещё не так заметны и не привели к серьезным проблемам.
На втором этапе была разработана и внедрена технология получения полимерных ингибиторов солеотложения на основе акриловой кислоты и сополимера акриловой и моноэфира фумаровой кислот, содержащих флуоресцентную метку.
.png)
На узле водоподготовки АО «ЭКОС-1» в г. Старая Купавна были проведены опытно-промышленные испытания флуоресцентного полимерного ингибитора солеотложения. Они показали высокую ингибирующую эффективность и оптическую стабильность в реальных условиях. Следовательно, флуоресцирующие ингибиторы с такими показателями и возможностью онлайн-мониторинга их содержания в производственных условиях могут использоваться на объектах теплоэнергетики в Московском регионе и за его пределами.
Третий этап работы был связан с фундаментальными исследованиями. Применение флуоресцирующих ингибиторов позволило впервые в мировой практике визуализировать рост микрокристаллов карбонатов и сульфатов щелочноземельных металлов в различных условиях. Обнаружено, что в процессе формирования солеотложений доминирующим является процесс образования зародышей кристаллов за счёт сорбции солеобразующих ионов на частицах нанопримесей, которые всегда присутствуют в водной среде.
.png)
«Таким образом, нам впервые в мировой практике удалось показать, что реальный механизм действия ингибитора в пересыщенных растворах существенно отличается от общепринятого. Флуоресцентный ингибитор блокирует именно поверхность инородных частиц, а не самих солеотложений, как считалось ранее. Именно эта стадия замедляет процесс формирования кристалла. Это открытие позволило сформулировать свою собственную теорию», - подчеркнул заведующий кафедрой химии и технологии биомедицинских препаратов Максим Ощепков.
