Ученые пошли по пути импортозамещения и нашли простое решение сложной проблемы
В ЮНЦ создали прибор для исследования морской воды на основе цифровой фотокамеры
Ученые пошли по пути импортозамещения и нашли простое решение сложной проблемы
Ростов-на-Дону, 19 октября. DON24.RU. Как рассказали информагентству в Южном научном центре РАН, созданный анализатор поможет прогнозировать развитие опасных природных явлений. Например, заморов рыб из-за летнего цветения морских микроводорослей, при отмирании «откачивающих» из воды необходимый для фауны кислород.
Содержание в воде хлорофилла поможет узнать многое, так как он позволяет растениям, поглощая кванты света, усваивать находящийся в атмосфере связанный в молекуле углекислого газа углерод и строить из него собственные клетки. Ученые описали несколько типов молекул хлорофилл-А (Хл-А). Именно он придает растениям зеленый цвет. А концентрация Хл-А в воде служит стандартным показателем для измерения количества находящихся в ней водорослей.
По словам научного сотрудника Южного научного центра РАН, кандидата биологических наук Василия Поважного, первооткрывателями в этой сфере ростовские ученые не являются. Конечно, можно закупить основные дорогостоящие элементы для таких систем за рубежом. Их подключение к каналам связи для наблюдения за результатами в Интернете – дело нехитрое. Но сотрудники ЮНЦ РАН пошли по пути экономии средств и импортозамещения.
Идея, которая возникла у молодого ученого, проста: в качестве хлорофилльного датчика использовать современную цифровую фотокамеру, матрица которой обладает высокой светочувствительностью. При этом для определения Хл-А в живых клетках используется его способность к свечению в красном диапазоне под действием синего света.
Оставалось только оборудовать вспышку камеры синим светофильтром, а объектив – красным. Прототип устройства сконструировали довольно быстро. Его испытания – буквально в домашних условиях – обнадежили. Изображения, полученные фотокамерой, оказались очень удобны для автоматического анализа на любом современном компьютере. За результатами измерений можно наблюдать в Интернете. Потом был период калибровки системы – полученные с помощью фотокамеры значения сверялись с данными лабораторных определений в той же воде.
А в дальнейшем оказалось, что флуоресценцией дело не ограничивается. По словам ростовских ученых, фотосъемка в дневное время позволяет замерять Хл-А в воде с расстояния и без погружения прибора – прямо с борта судна или с беспилотника.
Информацию даст спектральный анализ рассеянного в воде света. При этом объектив камеры оборудуется сразу двумя светофильтрами, а в поле зрения камеры помещается эталон – пластина белого цвета. В этом случае точность измерений в воде будет ниже, чем при погружении, однако представляется возможным охватить за одно измерение куда большую территорию.
Такое устройство, считают его изобретатели, можно с успехом использовать для дистанционной оценки состояния сельскохозяйственных посевов. Оно пригодится при определении мест точечного внесения удобрений или оценки фаз вегетации при так называемом «высокоточном земледелии».
Прибор будет полезен и для рыбоводов. Известно, что основной пищей белого толстолобика является фитопланктон. Зная динамику его концентрации, можно оценивать кормовую базу этого популярного у фермеров вида рыб.
По мнению разработчиков, в дальнейшем к мониторингу моря можно будет подключить сотни добровольцев. Камеры тех же смартфонов после небольшой доработки уже достаточно чувствительны для того, чтобы служить в роли простых датчиков ХФ. А передать с мобильного телефона эти данные в единый центр – дело легко решаемое.