Уникальный анализатор расскажет о каждой молекуле

Компания DFXpatent совместно с Роспатентом проанализировали динамику патентования в области лазерной и оптической техники за последние пять лет. В числе ста лучших оказался Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН. Десять из четырнадцати институтских патентов получены на разработки, в создании которых принимал участие Дмитрий ПЕТРОВ.

Под руководством ученого разрабатываются уникальные оптические газоанализаторы. С помощью такого прибора можно определить состав атмосферного воздуха, природного газа и многих других многокомпонентных газовых сред. Но обо всем по порядку…

– Сейчас для анализа многокомпонентных газовых сред используются газовые хроматографы или масс-спектрометры, – поясняет Дмитрий Витальевич. – Однако для первых нужны расходные материалы, они не позволяют проводить измерения в режиме реального времени, а также требуют частых проверок градуировки. А масс-спектрометры, в свою очередь, являются очень дорогостоящими приборами и требуют квалифицированного обслуживания. Наша лаборатория работает над созданием газоанализаторов нового поколения на основе явления комбинационного рассеяния света – КР-анализаторов.

Суть метода в следующем: если на анализируемую среду направить свет с фиксированной длиной волны, то в рассеянном излучении будет иметь место слабое свечение на других длинах волн, которое связано с внутренними частотами молекул. Расшифровка полученного спектра позволяет получить данные о том, какие молекулы и в каком количестве находились в анализируемом объеме.

Импульс развития этой темы в ИМКЭС СО РАН дало сотрудничество с газовиками. ООО «Газпром трансгаз Томск» заинтересовала возможность анализировать природный газ быстро, точно и без расходных материалов. Совместно был выполнен ряд научно-исследовательских работ, разработаны оригинальные технические решения, обеспечивающие требуемую чувствительность, и создан первый прототип устройства. Эффективность разработанного анализатора была подтверждена независимой экспертизой в Институте метрологии им. Д.И. Менделеева (г. Санкт-Петербург).

Ученые стоят на пороге решения и другой, гораздо более сложной проблемы: если при анализе углеводородов нужно было обеспечить предельную чувствительность на уровне пятитысячной доли процента, то при исследовании состава атмосферного воздуха этот параметр должен быть еще выше. На сегодняшний день уже готовится к испытаниям новая улучшенная версия анализатора.

Возможно использование КР-анализатора и в медицине, например, при диагностике целого ряда бронхолегочных заболеваний – астмы, бронхита, хронической обструктивной болезни легких. Это направление развивается совместно с СибГМУ. Предполагается, что анализ состава выдыхаемого воздуха поможет поставить точный диагноз и пациентам, страдающими заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Уже совсем скоро ученые приступят к анализу первых образцов – проб воздуха, выдыхаемых больными. Не исключено, что в будущем прибор может быть установлен прямо в факультетских клиниках.

Научное приборостроение – одновременно очень интересная и сложная стезя, требующая от специалиста сплава инженерных навыков и исследовательских качеств.

– Мне с самого начала повезло с наставниками. Это Иван Иванович МАТРОСОВ и Михаил Аркадьевич БУЛДАКОВ, – говорит Д. Петров. – Благодаря им, развивались мои способности, каждый день, проведенный в совместной работе, научил меня очень многому.

Сейчас Дмитрий Витальевич уже сам руководит группой, но неизменным остается одно – научный и творческий поиск, цель которого решить те задачи, которые еще вчера казались недостижимыми.

Ольга БУЛГАКОВА.