Проект «Исследовательская лаборатория»

Номинация: Самая актуальная работа
Просмотреть картинки списком
Автор: Ходцов Иван Николаевич, Ковальчук Артём Михайлович. Наставник: Абакаров Николай Михайлович
Город: Москва
Место учебы: ГБОУ СПО Колледж автомобильного транспорта № 9

Цели и задачи проекта «Исследовательская лаборатория»

Главной целью проекта «Исследовательская лаборатория» является создание устройства, позволяющего визуально изучать биологические объекты на клеточном уровне, подвергающиеся воздействию электромагнитного излучению непосредственно в момент воздействия. То есть одновременно подвергать воздействию и контролировать ответную реакцию. Лаборатория позволит определить резонансные частоты электромагнитного излучения максимально воздействующие на живую клетку и природу их воздействия. В дальнейшем эта инормация позволит спроектировать и изготовить безопасные изделия электроники, приборы целенаправленно воздействующие на организм для медицины или обороны.

Введение

Современный автомобиль оснащен большим количеством электронных устройств, излучающих электромагнитные колебания (мобильная связь и интернет, устройства координирующее движение автомобиля, трансмиттер, противоугонные устройства, встроенная бытовая техника и др.).Суммарная интенсивность электромагнитных колебаний внутри автомобиля может превысить безопасный уровень за счет многократного отражения от его металлического корпуса. Это относится и к производственным и жилым помещениям.

Электромагнитные излучения представлены широким спектром частот. В зависимости от длины волны (частоты) излучения существенно меняется проникающая способность и характер взаимодействия с биологическими объектами. Предметом дальнейшего рассмотрения являются сверхвысокочастотные (микроволновые) неионизирующие электромагнитные излучения в диапазоне 300 МГц-30 ГГц. Такой выбор обусловлен тем, что неионизирующие электромагнитные излучения в данном диапазоне наиболее широко используется в различных областях деятельности человека, но влияние на биологические объекты изучено недостаточно.

Взаимодействие электромагнитного излучения с биологическими объектами приводит к возникновению разнообразных количественных и качественных ответных реакций. Результат этого взаимодействия зависит от интенсивности, частоты, времени облучения, поляризации, вида модуляции и от особенностей самого объекта. Механизмы взаимодействия обычно рассматриваются на следующих уровнях организации: молекулярном , мембранном и клеточном.

В действии электромагнитного излучения на биологические объекты различают два основных механизма информационный и тепловой. Соответственно существуют два предельно допустимых уровня безопасного электромагнитного излучения «информационный» и «тепловой», различающиеся по объекту физического воздействия и резонансным частотам.

Более «тонкое» информационное воздействие осуществляется на химические связи молекулы ДНК в каждой клетке организма, подверженному воздействию электромагнитного излучения. При длительном превышении «Информационного» уровня нарушается структура ДНК ,что грозит наследственными и онкологическими заболеваниями.

«Информационный» -плотность потока мощности не превышает П=10мкВт/см2 «Тепловой» - плотность потока мощности не превышает П=10мВт/см2

При длительном или кратковременном превышении «Теплового» уровня разрушается структура живой клетки ,что приводит к ее гибели. Таким образом, наиболее выраженные эффекты на молекулярном , мембранном и клеточном уровнях возникают в тех случаях , когда воздействие электромагнитного излучения является тепловым.

Способность человека к сенсорному восприятию воздействия электромагнитного излучения отсутствует. Человек может воспринимать только последствия воздействия электромагнитного излучения.

Назначение и состав «Исследовательской лаборатории»

Исследовательская лаборатория предназначена для исследований влияния неионизирующего электромагнитного излучения сверхвысокочастотного (микроволнового) диапазона на биологические объекты. Исследования проводятся визуально или программными методами на экране монитора, в реальном времени, на клеточном и субклеточном уровнях в зависимости от увеличения. Максимальное увеличение до 2000 раз.

Лаборатория состоит из следующих основных частей:

1) Исследовательский бокс.

2) Модульный микроскоп с системой подсветки.

3) Цифровая видеокамера.

4) Компьютер с программой визуализации.

5) Генератора электромагнитных колебаний.

6) Приборов для контроля параметров излучения.

7) Соединительных кабелей и шнуров.

8) Набора объективов.

Состав основных частей лаборатории может меняться в зависимости от целей и задач исследования, диапазона электромагнитного излучения.

Исследования позволяют смоделировать электромагнитное излучение от различных объектов или с определенными параметрами и определить безопасный уровень электромагнитного излучения для живых клеток, наблюдая за их разрушением. Либо варьируя параметры электромагнитного излучения, добиваются положительных изменений в структуре клеточных органоид или разрушения нежелательных либо враждебных элементов. Можно проводить также исследования и других органических и неорганических материалов.

Принцип работы

Исследуемый образец помещается в исследовательский бокс, где он будет подвержен воздействию электромагнитного излучения.

Контроль за исследуемым образцом осуществляется при помощи модульного микроскопа, имеющего нижнюю фокусировку и подсветку.

Изображение с микроскопа попадает в цифровую видеокамеру, преобразуется в цифровой сигнал определенного формата и через USB вход подается на компьютер.

Изображение исследуемого образца выводится на экран монитора. Вращая ручку фокусировки добиваемся четкого изображения на экране монитора. Управляя яркостью подсветки устанавливаем достаточную освещенность образца. Далее, воздействуя программными методами добиваемся максимальной информативности изображения путем минимизации шумов, выделяя нужные элементы изображения.

Генератор электромагнитных колебаний генерирует колебания заданной частоты и мощности, которые затем в коаксиальном кабеле (линии передачи) создают электромагнитную волну с определенными параметрами.

Коаксиальный кабель подключен к исследовательскому боксу, и служит для него источником электромагнитного излучения. С противоположной стороны подключается измеритель мощности электромагнитного излучения.

Исследовательский бокс оборудован зондом позволяющим контролировать электромагнитное излучение в его центральной точке.

Воздействуя электромагнитным излучением с определенными параметрами на исследуемый образец, наблюдаем за его изображением на экране монитора, добиваясь возникновения ответных реакций.

При возникновении ответных реакций устанавливаем однозначную причинно-следственную связь между параметрами электромагнитного излучения и механизмом и уровнем взаимодействия с ним.

Фиксируем интересующие фото или видео изображения в памяти компъютера. Систематизируем видеофайлы, при необходимости воздействуя программными методами добиваемся максимальной информативности изображения.

Порядок работы

Препарат помещается внутрь исследовательского бокса.

Запускается программа визуализации на компьютере.

Изображение с цифровой камеры поступает в компьютер и отображается на мониторе.

Включается и настраивается светодиодная подсветка.

Производится фокусировка микроскопа до появления четкого изображения на экране монитора.

Включается генератор СВЧ.

Фиксируем воздействие электромагнитного излучения зондом, встроенным в исследовательский бокс.

Изменяя частоту генерации и уровень излучения, добиваемся заметных деструктивных отличий от исходного материала.

Фиксируем видеофайлы на компьютере.

Замеряем критические значения частоты и уровня мощности излучения.

Изображения хранятся в памяти компьютера и анализируются визуально или программными методами.

Полученная информация используется в дальнейшем для проектирования и создания безопасных изделий электроники, приборов целенаправленно воздействующих на организм, повышения экологической безопасности.

Заключение

Представленная исследовательская лаборатория оригинальна и не имеет аналогов. Конструкция постоянно совершенствуется с целью расширения возможности лаборатории. Планируется использование светодиода с меньшей длиной волны, использование лазерной подсветки.