Icon projectПроект РЭТЭМ-2001

Антибактериальный полупроводниковый источник излучения

Направление

Оптоэлектроника

Вид проекта

науко-ориентированный

Размещение в СБИ

Нет

Цель проекта

– Развитие имеющегося научного задела до стадии готовности к практическому применению:
технологии дезинфекции и контроля наличия микроорганизмов в воде;
конструкции инсектицидного облучателя от насекомых.
– На основе разработанных технологии и конструкции, создание инновационной продукции отечественного производства, включая получение охраноспособных РИД на антибактериальный полупроводниковый источник излучения

Основные задачи проекта на этапах реализации

– Проведение теоретических и экспериментальных исследований.
– Разработка эскизных проектов. Изготовление и проведение исследовательских испытаний. Корректировка конструкторской документации. Проведение технико-экономического анализа. Подготовка заявок на патенты на полезные модели. Проведение натурных испытания.

Заинтересованные структуры

ООО "ВЭТ"

Потребные ассигнования

100000 рублей.

Источники средств

Внебюджет каф. РЭТЭМ

Актуальность тематики проекта

Чистая вода имеет основополагающее значение для жизни и здоровья человека как в процессе текущей жизнедеятельности, так и в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Проблемам обеспечения человечества чистой питьевой водой посвящена Резолюция Генеральной Ассамблеи ООН A/RES/72/178 «Права человека на безопасную питьевую воду и санитарию». Данная проблема связана с тем, что более 40 % мирового населения испытываю дефицит чистой воды. Причинами возникновения данной проблемы являются как естественные, так и искусственные факторы. К естественным факторам относятся, засуха, обмельчание и изменение русла рек, общее снижение количества атмосферных осадков на определённых территориях и естественные загрязнения воды, связанные с наводнениями селями и оползнями. К искусственным факторам относятся: создание гидротехнических сооружений, мелиораторские работы, радиационные и химические загрязнения водоёмов в следствии техногенных воздействий, загрязнения водоёмов продуктами жизнедеятельности человека. В Части II «План фундаментальных исследований Российской академии наук на период 2011-2025 гг.» в разделе 7 «Науки о Земле» указано проведение фундаментальных исследований динамики подземных и поверхностных вод и ледников, состояние озер; научные основы изучения и прогноза водных ресурсов, качества вод, водо-обеспеченности страны. В настоящее время для очистки воды используются два технологических процесса: осветление и дезинфекция. Для дезинфекции воды используются три метода: химический, физический и комбинированный. Химические методы дезинфекции воды делиться на метод хлорирования, метод озонирования и олигодинамический метод. Физические методы дезинфекции воды делятся на термический метод, метод обработки ультрафиолетовым (УФ) излучением и метод дезинфекции ультразвуком. В промышленной очистке воды используются оба технологических процесса включая, на промежуточных стадиях, механический и биологический методы. Известно, что дезинфекция может проводится с помощью излучения с длинами волн менее 405 нм. В 20-е годы прошлого века в различных областях науки и техники широкое применение получил метод дезинфекции УФ источниками излучения – газоразрядными лампами, например, кварцевание помещений. Метод дезинфекции УФ источниками излучения основан на способности излучения с длинами волн менее 315 нм приводит к фотохимическим реакциям в структуре молекул ДНК и РНК, следствием чего является их необратимым повреждениям. Современные технологии позволили создать мощные УФ источники излучения, которые в настоящее время применяются в промышленных системах очистки воды. В первую очередь такие системы используются в крупных населённых пунктах для снижения фактора загрязнения водоёмов продуктами жизнедеятельности человека.
Использование УФ источников излучения на основе газоразрядных ламп в мелких населённых пунктах, частных домах и дачных участках неэффективны в связи с высокой стоимостью обслуживания. В местах активного туризма, в условиях отсутствия центральной электрической сети 220 В, УФ источники излучения на основе газоразрядных ламп не применимы, так как для их работы требуется высокое напряжение. В условиях природных катаклизмов: наводнений, лесных пожаров, селей, в условиях отсутствия центрального энергоснабжения, так же УФ газоразрядные лампы не применимы, к тому же имеют низкую стойкость к механическим воздействиям. Именно по этой причине создание переносных установок для дезинфекции воды с электропитанием от аккумуляторных батарей является актуальным.
Современные достижения в физике полупроводников позволили создать УФ диоды на основе твёрдых соединений индия галлия и алюминия. Такие УФ диоды имеют высокую механическую стойкость и длительный срок службы порядка 10 000 часов. Технические характеристики: прямое напряжение в пределах 7 В, длина волны излучения 275 нм, габаритные размеры 5 × 5 мм, позволяют конструировать переносные установки дезинфекции воды с электропитанием от аккумуляторных батарей. Объектом исследований являются бактерицидные свойства УФ диодов, предметом исследований являются патогенные микроорганизмы в водной среде.

Научная новизна проекта

Научная новизна создаваемого антибактериального полупроводникового источника излучения заключается как в применении УФ диодов для обеззараживания воды, так и в функции экспресс контроля на наличие микроорганизмов в очищенной воде.

Практическая значимость проекта

Результаты проекта позволят создать новый антибактериальный полупроводниковый источник излучения для дезинфекции воды, важный для жизни и здоровья населения.

Ожидаемые результаты

Эскизная конструкторско-технологическая документация, макет, результаты испытаний, технико-экономическое обоснование, патенты на полезные модели, участие в программах УМНИК и СТАРТ.

Прогноз возможных сроков реализации проекта

Один год, без учёта сертификации.

Целевая аудитория (потребители)

Дачники, туристы, МЧС.