АЛФЕРОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПОМОГАЕТ ШКОЛАМ – ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОД ЧУТКИМ РУКОВОДСТВОМ НАУЧНЫХ СОТРУДНИКОВ И ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ СПбАУ

03 июля 2020, 09:28

С 2020 года во всех школах обязательной станет индивидуальная проектная деятельность, в рамках которой учащиеся должны будут за 1-2 года подготовить и полностью реализовать научный проект.

Мы готовы помочь тем ребятам, которым хочется выйти за рамки школьной программы математики, физики и информатики и сделать что-то бОльшее. И у нас уже есть успешный опыт работы по этому направлению.

В 2019-2020 учебном году наши сотрудники стали наставниками у двоих старшеклассников 73-й гимназии. Ребята готовили свои выступления к научно-практической конференции "Наследники Ломоносова". Темами их исследований были:

- "Клеточная lift-off литография" у Чеченевой Анны;

- "Солнечные батареи как источник электроэнергии " у Андрея Пигалкина.

К сожалению, в связи с эпидемиологической ситуацией конференция была вынужденно проведена в этом году в дистанционном формате - участники направили презентации по результатам своих исследований членам компетентного жюри и были номинированы по итогам.

Сотрудники 73-й гимназии выразили нам благодарность за содействие ученикам в их работе над проектами. И ребята тоже остались довольны проделанной работой.

Мы поговорили с одной из школьниц Анной Чеченевой и ее наставником Ступиным Даниилом Дмитриевичем, и вот что они рассказали:

Анна Чеченева, ученица 10 класса 73 гимназии:

-  Конференция «Наследники Ломоносова» проводится уже несколько лет. Я участвовала от школы — это своеобразный допуск в 11 класс. На данной конференции есть три направления деятельности – физико-математическое, химическое, биологическое.

Для участия в ней выбирается подходящая секция, университет и научный руководитель. Далее пишется проектная работа. Изначально мне предлагали идти в ИТМО, но направление деятельности не совсем подходило под мои интересы. 

Предложили также Академический университет и тему «клеточная lift-off литография».

Тема новая, в процессе работы пришлось изучить очень много информации, работать непосредственно с клетками, проводить эксперименты по биосенсорике, изучить микроскоп, его настройки и особенности.

Помимо проведения самого исследования, требовалось предоставить и отчеты.

В процессе работы, конечно, возникали вопросы и сложности. Так, мне нужно было научиться проводить сложную подготовку клеток. У меня все это впервые, буквально дрожали руки от всего происходящего. Плюс томительное ожидание, что же из всего этого получится. Вообще понимание процессов и новых технологий давалось непросто. Очень много времени мы с руководителем потратили на создание презентации и научного отчета. Поскольку Алфёровской университет – престижный научный центр, здесь учат сразу готовить свои работы в общепринятой среди физиков и математиков среде LaTeX, а не в привычных Word и PowerPoint. При этом подготовка презентации напоминала написание компьютерной программы, однако такая игра стоила свеч – выглядела презентация потрясающе. Также очень многое пришлось делать с использованием знаний английского языка.

Вообще участие в конференции — это огромный опыт; то, через что должен пройти каждый. Именно в таких проектах понимаешь, как создаются научные прорывы, какова цена ошибки. Ведь в подобных исследованиях любой неверный шаг может привести к абсолютно неправильному результату. Большое спасибо моему руководителю за подробные объяснения и неоценимую помощь.

Даниил Дмитриевич Ступин, научный сотрудник лаборатории нанобиотехнологий:

- Проект, над которым мы с Аней работали, получил название «Клеточная lift-off литография». Когда наша лаборатория только создавалась, сам Жорес Иванович Алферов ставил задачу – «поженить» физику и медицину. Этим мы и занимались.

Как следует из названия, «Lift-off литография» – это что-то технологическое, физическое, а «клеточная» – что-то биологическое.  Таким образом, в проекте мы пытались соединить биологию и физику, точнее полупроводниковую технологию.

Сама по себе литография — это метод создания структур на подложке. В простейшем случае это могут быть провода, которые ведут к различным полупроводниковым приборам: лазерам, светодиодам, солнечным элементам. Однако, подключаться можно не только к чему-то полупроводниковому, но и к клеткам, и с помощью электричества исследовать их свойства.

Чтобы подключиться к клетке необходимо, очевидно, иметь электроды. Для этого мы используем коммерческие мультиэлектродные матрицы – специальные чашки Петри с массивом планарных электродов на дне.

Соответственно, высадив на них клетки и промерив такую величину как импеданс, можно определить их свойства: живые они или мертвые, их количество, скорость движения. И здесь оказывается крайне важно иметь пустой электрод рядом с электродом с клеткой, чтобы по разнице их импедансов отделить явления биологические от чисто физико-химических феноменов. Тут на помощь и приходит технология, которую мы с Аней разработали. А идея ее очень проста: перед высадкой клеток мы накрываем электроды полимерной пленкой с отверстиями, а после посадки клеток мы эту пленку убираем. И таким образом у нас получается узор из чередующихся пустых и покрытых клетками электродов. Саму пленку нам помогли сделать наши коллеги Антон Букатин и Никита Филатов.

С Анной получилась действительно интересная работа благодаря ее заинтересованности и энтузиазму. 

Перед началом работы со школьниками или студентами я всегда сначала показываю все лаборатории в АУ, и рассказываю, чем и как можно заниматься. Если видно, что человек загорается – начинаем работу. Все двери для этого открыты, молодым и заинтересованным у нас везде дорога!