Студентки МФТИ сконструировали бюджетный прибор для автоматизации химических исследований

Студентки Московского физико-технического института (МФТИ) Анастасия Гондаренко и Валентина Стрельникова создали с применением технологий 3D-печати рабочий прототип дистанционно управляемого коллектора фракций для жидкостной хроматографии. Устройство автоматизирует рутинный процесс сбора очищенных химических веществ в пробирки, снижая риск ошибок.

Хроматография — метод разделения и очистки сложных смесей в химии, биохимии и фармацевтике. После разделения в колонке очищенное вещество (фракция) выходит по каплям через тонкую трубку. Задача лаборанта или исследователя при этом — вовремя подставить новую пробирку, что при многочасовых экспериментах требует постоянной концентрации. Промышленные автоматы — фракционные коллекторы — снимают нагрузку с людей, но часто слишком дороги для небольших учебных и научных лабораторий.

Студентки второго курса школы электроники, фотоники и молекулярной физики Анастасия Гондаренко и Валентина Стрельникова разработали устройство, решающее эту проблему, сообщает пресс-служба МФТИ. Оно представляет собой компактную платформу с держателем для десятков пробирок. Подвижный захват, управляемый по Wi-Fi, точно позиционирует трубку с элюентом над нужной пробиркой по заданной программе. Переключение может происходить по времени или по сигналу от внешнего датчика.

«Целью нашего проекта было создать доступную альтернативу коммерческим коллекторам, которые могут стоить несколько сотен тысяч рублей. Наш прототип построен на основе компонентов, доступных любому инженеру-энтузиасту — шаговых двигателей, направляющих, микроконтроллера ESP 32 и деталей, напечатанных на 3D-принтере. Вся логика работы и интерфейс управления написаны с нуля», — рассказала Анастасия Гондаренко.

Работу шаговых двигателей координирует программируемый контроллер на микропроцессоре ESP32. Управлять процессом можно как с помощью веб-интерфейса на компьютере, так и со смартфона. Пользователь задает карту расположения пробирок и параметры сбора, после чего устройство работает автономно.

«Наша разработка — это пример того, как современные цифровые технологии — 3D-печать, доступная микропроцессорная техника и умное программирование — позволяют создавать сложные лабораторные установки своими силами. Такой подход не только дает практические инженерные навыки, но и реально снижает порог входа для научных исследований. Проект имеет потенциал для доработки до коммерческого продукта для небольших лабораторий», — рассказала Валентина Стрельникова.

В настоящее время прототип проходит испытания. В планах — повышение точности позиционирования, увеличение емкости кассеты для пробирок и внедрение датчиков для обратной связи. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.