10696

Рис. 2. Упрощенная модель пульта управления на фоне её спиральной упаковки и рядом расположенной общей схемой позиций букв, цифр и знаков

В различных фантастических фильмах, таких как «Терминатор», «Кокон», «Сфера», «Притяжение», «Стражи галактики» мы видим, как всё более изящно передаются команды для самых невероятных событий в сценариях с множествами переменных в цепочках событий. Спортивные упражнения с шаром, лентами и булавами, в которых наши гимнастки преуспели на мировых первенствах, есть своеобразная предтеча для предстоящей в будущем обыденной работы с универсальным сфероидальным пультом управления, возможно в космических станциях наблюдения за городами, их жизнью.

При помощи «философского камня», представляющего собой модель быстродействующего имитатора, скомпонованного в усовершенствованном «кубике-Рубике», возможно оперативное моделирование реальных преобразований. Современные системные администраторы, для того чтобы делать чудеса управленческих воздействий нуждаются в устройстве для системного моделирования. Переменная топология, снабженная универсальным аппаратом математических преобразований на основе структурной лингвистики, переводящей смыслы слов в логические расчеты, открывает новые горизонты для совершенствования подобного «философского камня», вечным образцом которого может быть, например, Афинский Акрополь [4] и города, рожденные воображением художников-архитекторов [5]. На примере исторической части Нижнего Новгорода можно видеть схематическое представление Пульта управления рядом с «Философским камнем» его системного представления в виде некой объёмной геометрической модели, в которой обозначаются множества реальных компонентов (рис.3).

280

Рис. 3. Схематическое представление Пульта управления, передающего сигналы на модель города (исторической части Нижнего Новгорода), данной в виде «философского камня»

В заключении обратим внимание на предстоящие шаги совершенствования пульта управления для моделирования и программирования в развитии способности к трансформации «философского камня» города.

•Работа пультов управления нуждается в новых эргономических компоновках, с возможностями удержания их в руках специалистов, действующих в условиях разных типов перемещения.

•Пульты управления нужны для работы «философских камней», которыми являются всякого рода системные модели, предназначенные для концентрации углублённых знаний, в действиях с большими потоками информации.

•В отношении города синергетический эффект взаимодействия пульта управления с матрицей философского камня усиливается; это устройство совместно с экраном, обладающим эффектом демонстрации экранных презентаций или пространственных голограмм с цветовыми эффектами объёмной реальности, может быть использовано для процессов массовой презентации и деловых игр специалистов разного профиля.

Литература

1.Город Горький. Фотоальбом / [Сост. И. В. Сидорова]. - Горький, Волго-Вятское кн. Изд-во, 1983. – 191 с., ил.

2.Крашенинникова Е. С. Социокультурная антропоморфология городского ансамбля./ Е. С. Крашенинникова. – Нижний Новгород, ИЦ

«Стройинформ», 2008. – 319 с., илл.

3.Крашенинникова Е. С. Философские начала морфологии архитектонической культуры / Е. С. Крашенинникова// 1 нижегор. сес.

281

молодых ученых: тез. докл. – Н. Новгород, ННГАСУ, 2000. – Ч. 2. – С. 24 - 27.

4.Михайловский К. Акрополь (верхний город)./ Каземир Михайловский. – Варшава, Издательство АРКАДЫ, 1983. – 100 с., илл.

5.Шапошникова Л. В. Град - светлый / Л. В. Шапошникова. – М., Международный Центр Рерихов, 1998. – 188 с.

М. Луннов1, Я.А. Васина2

1МАОУ «Лицей № 28 им. академика Б. А. Королёва», г. Нижний Новгород, Россия

2ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Роль комплексных соединений в жизнедеятельности живых организмов огромна. В организме человека большое количество комплексных соединений. Это витамины, ферменты, гормоны. Всем известно такое комплексное соединение, как гемоглобин. Основной белок, входящий в состав эритроцитов крови, благодаря которому к клеткам и тканям доставляется кислород, участвующий в окислительных процессах организма. От органов дыхания к тканям – оксигемоглобин – доставка О2; в обратном направлении – карбоксигемоглобин – доставка СО2. Каждая субъединица имеет белковую глобиновую часть, состоящую из 140-160 аминокислотных остатков, с которой нековалентно связан гемферропротопорфирин.

Хлорофилл— зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет. При его участии происходит фотосинтез. По химическому строению хлорофиллы — магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и близки гему в гемоглобине.

Макроэлементы: C, O, N, H, S, P, Ca, CI, Mg, K, Na участвуют в построении тканей, поддержании постоянства осмотического давления,

282

ионного и кислотно-основного состава. Микроэлементы: Cu, F, I, Fe, Mo, Zn, Br, Co входят в состав ферментов, гормонов, витаминов, биологически активных веществ, участвуют в обмене веществ, процессах размножения, тканевом дыхании, обезвреживании токсических веществ. Макро- и микроэлементы: кальций, фосфор, фтор, йод, алюминий, кремний – определяют формирование костной и зубной тканей. Изучение биологической роли химических элементов, выяснение взаимосвязи обмена этих элементов и других биологически активных веществ – ферментов, гормонов, витаминов, способствует созданию новых лекарственных препаратов и разработке оптимальных режимов их дозирования как с лечебной, так и с профилактической целью. Интересно отметить, что с древних времен и до настоящего времени для лечения железодефицитной анемии применяют так называемое железное вино – напиток, который получают путем настаивания виноградного вина на железных опилках. Железо образует комплексы с природными органическими веществами, которые содержатся в вине.

Комплексные соединения оказывают также и губительное действие на организм. Усиление антропогенного воздействия человеческой деятельности на биосферу приводит к тому, что тяжелые металлы выступают веществами, которые загрязняют окружающую среду, прочно встраиваясь в виде комплексных соединений, как в живой, так и неживой природе. Серьезную опасность, с точки зрения их биологической активности и токсических свойств, имеют: свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, медь, олово, сурьма, ванадий, марганец, хром, молибден, мышьяк. Например, если они попадают в живой организм, то антидотами могут выступать аминокислоты, которые связывают их в комплексы и тем самым обезвреживают их воздействие. В литературе описан случай массового отравления ртутью в Японии. Неорганические соединения ртути под действием микроорганизмов превращались в метилртуть. Она накапливалась в рыбе, а затем с пищей попадала в организм человека. Постепенно концентрируясь, она вызывала необратимые разрушения и смерть.

283

В тоже время некоторые металлы в комплексах с аминокислотами можно рассматривать, как вещества, которые получены при очистке от металлов в окружающей среде. Например, очистка сточных вод от осадков, содержащих тяжелые металлы.

Природная аминокислота глицин и гидроксид меди (II) использованы, чтобы доказать способность связывания тяжелых металлов нетоксичными природными аминокислотами. Это можно использовать для детоксикации осадков сточных вод. Целью работы являлось получение глицината меди. Для синтеза хелата был выбран метод количественного анализа осаждение комплекса из раствора, метод кристаллизации - высушивания на воздухе. Состав комплекса доказывали гравиметрическим методом. Сначала взяли навески веществ. Приготовили растворы из глицина – аминокислота; и сульфата меди – соли. Смешали их в стехиометрическом соотношении. Осадок – глицинат меди отфильтровали, промыли водой и спиртом, просушили на воздухе. Затем прокаливали навеску глицината меди в муфельной печи при Т= 4005000С до постоянной массы. Наблюдали превращение синего комплекса в черный оксид меди (II). Расчеты показали соотношение n(CuO): n(Хелата) = 0,006754 моль:0,006157 моль = 1,097: 1. Это доказывает образование хелатного комплекса глицината меди (II) 1:1.

А. Ионова1, Я.А. Васина2

1МАОУ "Школа №156 имени Б.И. Рябцева", г. Нижний Новгород, Россия 2ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

ТВЕРДОФАЗНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Полиглутаминовая кислота (полиглу) – уникальное средство белого порошкообразного вида, которое прекрасно растворяется в воде и широко применяется в различных сферах жизни, таких как косметология, фармацевтика, садоводство, пищевая промышленность. Современная полиглутаминовая кислота добывается из японских соевых бобов натто. Относится к классу полипептидов и биополимеров, обладает мощным влагоудерживающим и увлажняющим эффектом, который во много раз превосходит гиалуроновую кислоту. Благодаря своему природному происхождению отлично воспринимается организмом человека, не вызывая аллергии и отторжения. Полиглутаминовая кислота (PGA) разрешена к применению абсолютно для всех возрастов, типов кожи, в том

284

числе чувствительной и склонной к аллергии, а также для сухой и увядающей кожи. С помощью этого же препарата проводятся подкожные омолаживающие инъекции или корректировка овала лица, губ, скул.

Полиглутаминовая кислота подразделяется на три вида. Высокомолекулярная (около 2000 kDa), низкомолекулярная (около 1 kDa) используются в косметологии и фармацевтике. Полиглу - мощный гидратант, способнымй удержать воду в 5000 раз больше своего веса. Например, в дозировке 0,2% намного эффективнее увлажняет, чем глицерин в дозировке 5%. Это происходит за счет того, что полиглутаминовая кислота имеет пролонгированное увлажнение и удерживает воду, а глицерин увлажняет за счет фиксации воды. В биохимических процессах полиглу играет роль строительного материала структурных белков кожи. Стимулирует выработку в роговом слое увлажняющих компонентов, улучшает эластичность и микрорельеф кожи, а также способствует устранению и профилактике морщин. Способствует успокоению раздраженной и заживлению поврежденной кожи. Восстанавливает структуру поврежденных волос. Третий вид - сшитая полиглутаминовая кислота - применяется в сельскохозяйственной промышленности, ее рассыпают на полях для удержания влаги. (Дальтон – это атомная единица массы, 1Да=1г/моль).

Цель работы состояла в изучении возможности протекания твердофазной термической поликонденсации глутаминовой (Glu) кислоты с образованием полимерных продуктов в вакуумированной системе. Специфика проведения поликонденсации заключалась в том, что выделяющиеся летучие вещества оставались в зоне реакции.

Глу - L-α-аминокислота с карбоксильным заместителем. В глутаминовой кислоте вторая карбоксильная группа отделена от α- углеродного атома двумя метиленовыми группами. Такая структурная особенность приводит к существенному изменению химических свойств аминокислоты. При нагревании Glu происходит её превращение в 2- пирролидон-5-карбоновую (пироглутаминовую) кислоту (pyroGlu). Циклическая pyroGlu проявляет большую термическую стабильность по сравнению с Glu. Понизив температуру твердофазного термического превращения Glu до 170-210 0С можно полностью исключить терморазложение pyroGlu.

Количественное превращение Glu в pyroGlu происходит при 175 0С, если непрерывно удалять образующуюся при циклизации воду при пониженном давлении. ИК-спектр твердого продукта термического превращения Glu, образующегося через несколько часов после начала реакции при 175 0С, свидетельствует об исчезновении полос поглощения исходной Glu и появлении полос поглощения, относящихся к валентным колебаниям амидной группы, которые характерны для полиглутаминовой кислоты (РGlu).

285

1

2

Glu(1) и pyroGlu (2)

Механизм образования полиглутаминовой кислоты

Таким образом, предложен альтернативный способ получения полиглутаминовой кислоты.

Е.А. Митина

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Школа № 17» г. Саров

ВЛИЯНИЕ НЕФТЕДОБЫЧИ НА МИРОВОЙ ОКЕАН

Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу - одну из мощных сфер нашей планеты. Гидросфера объединяет Мировой океан, моря, реки и озера, болота, пруды, водохранилища, полярные и горные ледники, подземные воды, почвенную влагу и пары атмосферы. Одним из основных антропогенных факторов, несущих угрозу биоценозам планеты, стало в последние десятилетия загрязнение гидросферы нефтью и нефтепродуктами[1], [2].

В современном мире в год добывается почти 4 миллиарда тонн нефти[2]. Существует специальная организация стран-экспортеров нефти – ОПЕК. Члены организации контролируют примерно две трети разведанных запасов нефти на планете и осуществляют 40% мировой

286

добычи. В ее состав входит 14 государств. Но не только эти государства являются лидерами по добыче нефти.Первым в списке стоит Саудовская Аравия (добыча 10,6 тыс бар в день), на втором месте - Россия (но она не входит в ОПЕК), на третьем – США (не входит в ОПЕК), на четвёртом – Ирак и завершает первую пятёрку Китай (не входит в ОПЕК).

Сложно переоценить роль нефти в современной мировой экономике. Она является преимущественным сырьем для производства современных синтетических материалов, транспортного топлива, занимает важное место в структуре топливно-энергетического баланса, продукты ее переработки используются в производстве электроэнергии и тепла. Использование нефти определяет уровень экономического развития и жизни современного человека [3].

Вместе с тем следует отметить, что на всех стадиях нефтепользования, начиная от разведки и добычи нефти и кончая утилизацией ее отходов, в той или иной мере засчет разливов нефти, а также выбросов вредных веществ в атмосферу, водную сферу ина сушу, происходит загрязнение окружающей среды, отрицательное воздействие наздоровье людей [3].

Важно подчеркнуть, что в принципе ни одна стадия нефтепользования не является безотходной и чем больший объем работ выполняется, тем интенсивнее образуются на этих стадиях нефтегенные потоки, сильнее их отрицательное влияние на окружающую среду. Аварийные ситуации при этом лишь усиливают и концентрируют это влияние [3].

Общее количество нефти и нефтепродуктов, попадающих ежегодно в океан, по оценкам разных исследователей составляет от 6 до 12 млн т. Поступление нефти в Мировой океан составляет примерно 0,23 % от годовой мировой добычи нефти. Следует заметить, что с увеличением в последние годы добычи нефти в моревозрастает загрязнение нефтью Мирового океана [4].

Одним из источников этого загрязнения является утечка нефти с плавучих буровых установок и морских стационарныхплатформ как при бурении и добыче нефти, так и при авариях. Объемыэтой утечки составляют порядка 1% от общего количества нефти, попадающего в Мировой океан от различных источников[3].

Основной вклад в это загрязнение привносит морской транспорт, прежде всего танкерный флот, перевозящий примерно половину всей добываемой в мире нефти. Основные транспортные потери составляют аварийные разливы нефти и нефтепродуктов в процессе танкерных перевозок (примерно 85 % всех потерь). Справедливости ради, стоит сказать, что в последнее время вклад этого источника в общий объем загрязнений сильно снизился [1], [5].

287

Еще один значимый фактор, на который приходится почти третья доля попадающих в моря и океаны нефтепродуктов – вынос их реками. Здесь накладывается деятельность предприятий по добыче, транспортировке и переработке нефти, воздействие автотранспорта и других отраслей народного хозяйства. Разумеется, сброс нефтепродуктов посредством рек оказывает наиболее существенное влияние на прибрежные акватории и больше всего – на закрытые моря типа Черного или Балтийского [2].

Наиболее сильное загрязнение моря происходит при разведочном бурении, когда вскрывается нефтепродуктивный пласт. В таких случаях скважина часто начинает фонтанировать, что приводит к загрязнению окружающей среды пластовыми флюидами (нефть, газоконденсат, пластовые воды с растворенными углеводородами). Покрывая тончайшей пленкой огромные участки водной поверхности, нефть нарушает кислородный, углекислотный и другие виды газового обмена в поверхностных слоях воды и пагубно воздействует на флору и фауну[4]. Особенно токсична нефть для рыб: при концентрации 4000 частей на миллион (0.4 %) рыба погибает. Также очень уязвимыми к воздействию нефти и нефтепродуктов являются морские птицы. Самое очевидное последствие воздействия нефти на птиц — это загрязнение оперения и многие другие.

Нефтяными пленками охвачены огромные акватории Атлантического и Тихого океанов. Полностью покрыты такой пленкой Южно-Китайское и Желтое моря, зона Панамского канала, обширная зона вдоль берегов Северной Америки (шириной до 500-600 км), акватория между Гавайскими островами и Сан-Франциско в северной части Тихого океана и многие другие районы. Это хорошо видно на рис. 1.

Помимо самой нефти серьезную угрозу представляют и применяющиеся для ее разложения активные вещества – диспергенты. Существуют исследования, которые позволяют полагать, что эти соединения разносятся вдоль Атлантического океана Гольфстримом и вызывают массовую гибель животных даже у берегов Великобритании и Канады [2].

В современных международных соглашениях подразумевается, что разлитая в результате аварии нефть должна быть собрана и эвакуирована за пределы акватории. В связи с этим встает проблема раннего обнаружения разливов нефтепродуктов, связанных как с непреднамеренным загрязнением, так и произошедших в результате техногенных катастроф, и удаления их с водной поверхности. Отсюда вытекает необходимость в организации и проведении экологического мониторинга как гаранта поддержания необходимого уровня экологической безопасности [4].

288