Вкусная наука: студентка создает оптические приборы, которые можно съесть. Александра Торопова

Вкусная наука: студентка создает оптические приборы, которые можно съесть

В начале июня магистрантка Университета ИТМО Александра Торопова стала одним из победителей регионального конкурса молодых ученых «УМНИК» в категории «Биотехнологии». Победивший проект посвящен созданию вкусных радужных голограмм — их буквальным образом можно (и нужно) съесть, потому что переливающаяся поверхность нанесена на карамель.

Причина, по которой радужные голограммы переливаются разными цветами, заключается в том, что на их поверхность нанесен специальный микрорельеф, формирующий так называемую дифракционную решетку. Падающий на нее свет претерпевает явление дифракции, то есть не отражается от объекта, как от зеркала, а старается обогнуть препятствия — микроскопические штрихи, из которых сделан рисунок. Штрихи «разбивают» свет на отдельные пучки, и они, отразившись от объекта, снова складываются друг с другом. Благодаря интерференции отраженный свет будет иметь не ту длину волны, как если бы поверхность была ровной: объект окрасится в новый цвет, который будет меняться при изменении угла наблюдения.

Для изготовления радужной голограммы обычно создается металлическая мастер-матрица, на поверхности которой вытравлен нужный рисунок. С нее снимаются рабочие матрицы, и методом тиснения изображение переносится на нужную поверхность — так, например, делают декоративную фольгу, переливающиеся рекламные и защитные этикетки. Магистрантка кафедры компьютерной фотоники и видеоинформатики Университета ИТМО Александра Торопова решила использовать для нанесения голографических изображений необычный материал — карамель.

«Сложность работы с кондитерскими материалами заключается в том, что через какое-то время изображение „плывет“, происходит деградация дифракционных решеток. В данный момент я работаю над составом карамели для того, чтобы он давал возможность получить и надолго закрепить нужный рельеф, — объясняет Александра Торопова. — В мире есть несколько компаний, которые создают похожие кондитерские изделия — к примеру, в Швейцарии выпускают голографический шоколад. Однако шоколад не обладает высокой стабильностью, и я предполагаю, что они печатают голограммы на съедобной полимерной пленке, которую наносят на изделия. Мой же проект связан с нанесением голограмм непосредственно на карамель».

Созданием переливающихся сладостей деятельность магистрантки не ограничивается: совместно со студенческой научной лабораторией оптотехники (СНЛО) Университета ИТМО она работает над другим вкусным проектом — созданием съедобных линз. Главная задача в этой области также заключается в подборе оптимальной рецептуры: линзы из карамели обладают достаточной прочностью и неплохими оптическими свойствами, но окрашены в желтый цвет. Линзы же на основе бесцветного сахарозаменителя изомальта, к сожалению, легко царапаются о полиэтиленовую упаковку и теряют оптические свойства.

«Сейчас мы делаем обычные плосковыпуклые линзы и линзы Френеля, которые увеличивают изображение по всей поверхности. Но, конечно же, мы не ставили перед собой задачу сделать оптическую карамель, наши линзы — игрушка для детей и людей, которых интересует оптика. Нам предлагали попробовать собрать из сладких линз объективы и очки, возможно, мы возьмемся за это в будущем, но пока достаточно того, что есть», — рассказывает студентка.

Кондитерским делом Александра Торопова занимается уже давно: в 2011 году она основала в Калининграде Музей марципана, предварительно адаптировав исторический рецепт марципана под современные условия. Оптикой же она решила заняться для того, чтобы освоить передовые направления науки и с их помощью вдохнуть новую жизнь в музейное дело.

«В региональных российских музеях достаточно трудно встретить какой-либо интерактив, новые необычные технологии. Как правило, это могут себе позволить только крупные организации — таким небольшим центрам, как мой музей, привнести в работу что-то современное сложнее. Я давно раздумывала над тем, какими средствами достичь разнообразия в музейной сфере. Атмосфера, в которой я выросла, была подходящей: мой папа — заслуженный художник России, а мама — искусствовед. Но ответы на свои вопросы я нашла не в искусстве, а в науке, поступив на программу „Бизнес-фотоника“ в Университет ИТМО», — говорит Александра Торопова.

Как отмечает Александра, одна бы со своим современным проектом она не справилась: ей помогают сотрудник Международного института фотоники и оптоинформатики Ольга Андреева, сотрудник международной лаборатории «Нелинейно-оптические молекулярные кристаллы и микролазеры» Мария Фокина и сотрудник международного научно-технический центра «Вычислительная оптика, фотоника и визуализация изображений» Ирина Санталина. В начале июня этого года проект был назван одним из лучших на петербургском этапе конкурса молодых ученых «УМНИК» в категории «Биотехнологии», и теперь он будет поддержан Фондом содействия инновациям. Студентка собирается посвятить развитию проекта ближайшие два года, чтобы после того, как фонд прекратит его финансирование, выпустить голографическую карамель в продажу. Сладкие линзы рынок увидит уже в следующем семестре.

«Сильнее всего мне бы хотелось решить проблему с мастер-матрицами для голограмм. Их индивидуальное изготовление стоит дорого, и не каждый заказчик согласится заплатить за изображение на конфетах в пять раз больше, чем за сами конфеты. О других возможных применениях кондитерских рецептов для науки я пока глубоко не задумывалась. Возможно, стоит поискать применение для сахара, так как он известен своими поляризационными свойствами. Сейчас меня скорее интересует обратный процесс — внедрение современных технологий в кулинарию и создание съедобных сувениров. Мне бы хотелось разработать 3D-принтер, печатающий карамелью, но понимание того, как это сделать, еще только формируется. Этот проект я планирую развивать с лабораторией ОЛИМП и надеюсь, что у нас все получится», — резюмирует Александра Торопова.

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба