Биоинженер создал химический набор, вдохновившись музыкальной шкатулкой

Химический набор Пракаш и его коллег

(фото George Korir).

На создание химического набора Ману Пракаша вдохновила музыкальная шкатулка

(фото Stanford University).

В детстве Ману Пракаш (Manu Prakash), ныне биоинженер Стэнфордского университета, получил ожог во время проведения самодельного пиротехнического эксперимента. Теперь же он надеется разжечь (не настолько буквально) интерес к науке с помощью нового портативного детского химического набора. Не так давно прототип устройства взял главный приз в $50 тысяч (1,8 миллиона рублей) в конкурсе на лучшие познавательные игры для детей SPARK (Science Play and Research Kit Competition), финансируемом фондом Гордона и Бетти Мур (Gordon and Betty Moore Foundation).

Химический набор был разработан Пракашем и его аспирантом Джорджем Кориром (George Korir) и сочетает в себе как передовые, так и уже устаревшие технологии. Например, в наборе были использованы микрофлюидные каналы (похожие на те, что можно найти в современных ДНК-чипах, устройствах молекулярной биологии и оборудовании для работы с химикатами) наряду с перфокартами, которые в 1950-е годы использовались в системах автоматической обработки данных.

При повороте рукоятки перфокарты проходят через устройство, и рисунок отверстий показывает, какие химические вещества смешиваются друг с другом. Небольшие чипы с крошечными резервуарами могут вместить до 15 различных химических веществ. Их могут загрузить родители или учителя с помощью пипетки.

На создание набора исследователя вдохновила конструкция музыкальной шкатулки (один из прототипов в лаборатории даже умеет наигрывать мелодию Happy Birthday). Вращающиеся штифты используются для перекачки жидкостей сквозь узкий канал, для управления клапанами и манипулирования жидкостями.

Химический набор Пракаш и его коллег
(фото George Korir).

Себестоимость комплекта составляет всего $5 (178 рублей). В прототипе 15 независимых насосов, клапанов и генераторов. Большинство деталей были позаимствованы у настоящих музыкальных шкатулок, и только штифты были напечатаны на 3D-принтере.

"Это устройство полностью механическое, – рассказывает Пракаш. – В нём нет ни электроники, ни батарей".

Набор чрезвычайно многофункционален: а зависимости от сочетания химических веществ и рисунка перфокарты, устройство может произвести большинство стандартных химических реакций: например, реакцию осаждения кислот и оснований образцов грунта на наличие токсичных химических веществ.

Новый набор в комплекте с бумажным микроскопом, не так давно разработанным в лаборатории Пракаша, поможет увидеть удивительные вещи ещё в юном возрасте. Пракаш надеется, что такие устройства станут достойной альтернативой тем предсказуемым методам постижения науки, с которыми большинство детей сталкиваются в процессе обучения.

Пракаш родился и вырос в Индии, а Корир − в Кении, и оба исследователя считают, что в подобных странах необходимо подогревать интерес детей и подростков к науке, так как хороших учёных и врачей там категорически не хватает.

Более того, подобный набор вполне может быть полезным не только в качестве творческой игрушки, но и как настоящий научный инструмент: например, для определения качества воды и оценки химического состава почв в развивающихся странах.

Набор можно приспособить для проведения доступных медицинских диагностических тестов (например, чтобы выявить укус ядовитой змеи). В дальнейшем устройство планируется наделить ещё большим диапазоном функций.

Также по теме:
Микроскоп из бумаги поможет снизить смертность от малярии
Новый принтер использует воду вместо чернил
Новый компонент сделает литиево-ионные аккумуляторы негорючими
Химики создали синтетические антитела для укрепления иммунитета
Реакция в один клик: россиянин претендует на Нобелевскую премию по химии