Молодой ученый из Университета Атенео-де-Манила (Филиппины) построил прибор для проверки чистоты хиральных соединений, в частности образцов аскорбиновой кислоты, отпускаемых без рецепта. Поляриметры помогают определить механические напряжения в прозрачных твердых телах за счет измерения угла вращения плоскости поляризации, вызванной оптической активностью прозрачных сред, растворов (сахарометрия) и жидкостей. Импровизированное устройство студент собрал практически из подручных предметов: конструктора «Лего», пластиковой шкалы, поляризационной пленки и электрических компонентов.
Своей задачей исследователь ставил анализ чистоты аскорбиновой кислоты двух марок с помощью поляриметрии средствами, доступными в учебном процессе. Коммерческие приборы в школьном классе или лаборатории сложно представить, поскольку контроль оптически активных веществ путем определения их угла поворота — сложная оптическая технология. Соответственно, устройства, которые используются на предприятиях фармацевтической, химической, косметической, пищевой промышленности, дорогостоящие.
Простая альтернатива, предложенная студентом, обошлась создателям всего в 150 долларов, притом что ручные поляриметры стоят более 1200, а лабораторные — в 10 раз дороже. Основанием прибора послужила квадратная опорная пластина «Лего» 48 на 48, на которую поместили основные элементы.
Для изготовления шаблонов, например, ученый взял бумажную модель транспортира и ламинировал ее, аналогичным образом он напечатал на бумаге рисунки для неподвижной и вращающейся поляризационных пленок, а затем перенес на пленку с линейной поляризацией. Детали студент соединил скотчем и крепежом из конструктора, предварительно сделав отверстия на пластике. Затем прикрепил стеклянную кювету, содержащую прозрачный образец на поляриметре, и светодиоды.
Сам эксперимент заключался в том, чтобы протестировать прибор на образцах аскорбиновой кислоты двух фармацевтических брендов, отпускаемой без рецепта. А потом — сравнить полученные результаты с теоретическими значениями.
Результаты показали, что в одном случае угол поворота при поляриметрии (поворот линейно поляризованного света при прохождении через оптически активные химические вещества вправо или влево) соответствовал допустимому диапазону, в другом же наблюдались значительные отклонения. Это, в свою очередь, указывает на высокую чистоту аскорбиновой кислоты одной марки и возможные примеси в веществе у второго производителя.
Выводы подтверждают данные о температуре плавления, что тоже надо учитывать для надежности оценки чистоты вещества. В целом самодельный поляриметр показал эффективность в практическом применении, а значит, его можно использовать в образовательных целях.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Physics: Conference Series.