К 110-летнему юбилею С. А. Шипицына

22 июня 2012 года исполняется 110 лет со дня рождения Сергея Александровича Шипицына – замечательного человека, талантливого учёного и учителя, исследователя и экспериментатора.

С.А. Шипицын окончил Иркутский государственный университет в 1930 году и был оставлен работать в нём в должности ассистента, а затем и преподавателя физики. В 1951 году он защитил диссертацию и получил степень кандидата физико-математических наук. В 1952 году работал доцентом Иркутского медицинского института, а с 1953 года и до последних лет жизни – доцентом кафедры общей и экспериментальной физики университета и старшим научным сотрудником Научно-исследовательского института прикладной физики.

Отличительными чертами Сергея Александровича, как человека, были интеллигентность, врождённая скромность и преданность делу, которому служил.

Выдающейся заслугой Сергея Александровича как учёного и педагога явилась организация на физическом факультете учебной спектральной лаборатории и воспитание целого поколения физиков-спектроскопистов, аналитиков. В связи с бурным развитием в стране и в районах Сибири металлургической промышленности и геологических работ по поиску рудных месторождений, особое значение приобрёл эмиссионный спектральный анализ с фотографической регистрацией спектра - в то время наиболее информативный, экспрессный, достаточно экономичный и доступный способ исследования состава вещества. Повсюду при геологических управлениях, крупных геологических партиях и ведомственных институтах горной и металлургической промышленности открывались спектральные аналитические лаборатории со штатом по несколько десятков человек. Дефицит высококвалифицированных кадров для них ощущался постоянно. Пожалуй, физический факультет Иркутского университета оказался в Сибирском регионе единственным местом, где имелся большой опыт подготовки кадров по специализации «оптика и спектроскопия, спектральный анализ». Целая группа учёных и преподавателей: Райхбаум Яков Давыдович, Шипицын Сергей Александрович, Самбуева Агриппина Саввична, Пластинин Василий Васильевич, Татаринова Нелли Александровна, Морозов Виктор Николаевич под руководством декана физического факультета Иосифа Антоновича Парфиановича работали по этой специализации, читали лекции и вели практические занятия для студентов. Получив в университете фундаментальные знания по оптической спектроскопии, выпускники факультета, приходя на производство, легко осваивали любые современные методики анализа и приборы с любыми способами регистрации спектра и обработки результатов измерений. Они высоко ценились в стране и работали не только во всех институтах и предприятиях Иркутска, но и во всех крупных городах Сибири и центральной России.

Поглощение света атомами было обнаружено и правильно понято уже давно, однако, простая и удобная схема эксперимента, пригодная для проведения анализа элементного состава вещества, основанная на использовании этого явления, была найдена только через сто лет. В 1955-57 годах австралийский физик Уолш в своих статьях предложил использовать в качестве атомизатора и поглощающего слоя пламя газовой горелки, в которое распылялся раствор анализируемой пробы, а в качестве источника поглощаемых резонансных спектральных линий – лампу с полым катодом, содержащим определяемый элемент. Высокая температура пламени, пригодная для диссоциации большинства соединений, ламинарность потока его газов, стабильность электрических характеристик газового разряда в полом катоде изначально обеспечивали высокую чувствительность, точность и воспроизводимость измерений. Впоследствии метод, благодаря своей простоте и экспрессности, стремительно распространился по всем лабораториям мира, получив общепринятое название атомно-абсорбционный спектральный анализ.

Сергей Александрович одним из первых физиков Иркутска понял и оценил перспективу и простоту нового метода анализа. Все первые работы, опубликованные тогда в научных журналах, выполнялись на экспериментальных установках. Приобрести готовый прибор было ещё негде. Сергей Александрович решился самостоятельно изготовить атомно-абсорбционный спектрометр из подручных материалов. Наибольшую техническую трудность представляло изготовление лампы с полым катодом. Но его экспериментальное мастерство и умение мастерить приборы своими руками сыграли решающую роль. Он изготовил разборную лампу [1], работающую на воздухе в качестве разрядного газа при постоянной его откачке из лампы форвакуумным насосом. Для изменения определяемого элемента достаточно было сменить электрод с полым катодом, который был выполнен наподобие автомобильной свечи, вывернув его, не разбирая лампу и не снимая её с рельса спектрометра, и ввернуть новый. Всё было изготовлено в маленькой мастерской старейшего учебного мастера факультета Ермолаева Александра Александровича при живом участии преподавателя кафедры экспериментальной физики Мелешко Александра Яковлевича. Уже в 1961 году на городском семинаре по спектроскопии Сергей Александрович продемонстрировал работающую установку.

Он выполнил свою задачу учителя – первым заметил новое, яркое направление в спектральном анализе, объяснил и наглядно продемонстрировал его преимущества.

Следом во всех аналитических лабораториях академических и ведомственных институтов Иркутска, располагающих валютой, начали появляться усовершенствованные, фирменные атомно-абсорбционные спектрометры: оснащённые горелками для различных племён, с устройством для компенсации неатомного поглощения, с автоматической настройкой рабочих режимов и с набором отпаянных ламп на широкий круг элементов. В дальнейшем фирма PerkinElmer начала дополнительно комплектовать свои а томно-абсорбционные спектрометры электротермическими атомизаторами, например, модели HGA – 500 с программным управлением нагрева печи, что значительно расширило возможности анализа и круг решаемых задач.

Постепенно в Иркутске образовался своеобразный клуб спектроскопистов, занимающихся преимущественно атомно-абсорбционным анализом: в институте Геохимия это были Виктор Дмитриевич Цыханский и Виталий Иванович Меньшиков, в Институте Земной Коры - Виктор Михайлович Новиков, в ВостСибНИИГГиМСе - Галина Адреановна Валл, в Иргиредмете - Владлен Дмитриевич Малых и Еркович Галина Евгеньевна. А в Университете, на физическом факультете, под руководством Сергея Александровича работала целая группа его аспирантов: Гончарова Надежда Николаевна, Скудаев Юрий Дмитриевич, Морозов Виктор Николаевич. В дальнейшем они защитили кандидатские диссертации по тематике атомно-абсорбционного анализа. По этой же тематике защитили свои диссертации Меньшиков и Еркович. Благодаря прямому участию его учеников, атомно-абсорбционный анализ начал активно использоваться в учебных и научных лабораториях химического факультета Иркутского университета.

Особую любовь и внимание Сергей Александрович уделял своей последней творческой разработке – электронагреваемой «графитовой лодочке» [2].

Работу с «графитовой лодочкой» он начал с момента покупки Университетом в 1967 году первого отечественного атомно-абсорбционного спектрометра «Спектр-1» производства московского института «Цветметавтоматика». Несмотря на отставание по времени от графитовой печи Львова, «лодочка» была совершенно самостоятельной и оригинальной разработкой. Во-первых, она использовалась совместно с пламенем газовой горелки: лодочка только испаряла пробу, а диссоциирующей и поглощающей средой являлось пламя. Во-вторых, по существу, она явилась логическим продолжением его «графитового испарителя» используемого с электрической угольной дугой, описанного в более ранних работах в соавторстве с его аспиранткой Агриппиной Саввичной Самбуевой [3].

Преимуществом «графитовой лодочки» перед аналогами была большая (около одного грамма) аналитическая навеска, позволяющая улучшить относительный предел обнаружения примесей, проводить в «лодочке», прямо во время экспозиции, химические реакции для фракционной возгонки пробы. Несомненным преимуществом «лодочки» была простота операций по её замене, доступность, скорость и точность изготовления сменных дубликатов из стандартных спектральных электродов, что всё вместе обеспечивало экспрессное выполнение анализа любого количества проб и параллельных измерений.

Теоретиком и вдохновителем атомно-абсорбционной спектроскопии, по всеобщему признанию, в нашей стране СССР, заслуженно считался ленинградец Борис Владимирович Львов. Именно им впервые, в 1961году, в качестве атомизатора и поглощающей ячейки, вместо пламени, было предложено использовать миниатюрную графитовую трубчатую печь, послужившую прообразом знаменитой и общеизвестной графитовой кюветы HGA фирмы Перкин-Эмлер. А в 1966 году в издательстве «Наука» из печати вышла его монография «Атомно-абсорбционный спектральный анализ», ставшая учебником и настольной книгой. Борис Владимирович интересовался работами Сергея Александровича и его учеников. В 1972 году, во время VIII Сибирского совещания по спектроскопии, он посетил его лабораторию и знакомился с работами её сотрудников. Особенно подробно он интересовался результатами экспериментального исследования газового пламени, его температуры и переноса вещества в нём. А электронагреваемая печь Сергея Александровича, в виде «графитовой лодочки», помещаемая в пламя газовой горелки атомно-абсорбционного спектрометра, буквально покорила его. В ней ему понравилось всё: и новизна, и обоснование физической целесообразности, и гениально простая конструкция, и изящное воплощение.

Сергея Александровича нет с нами, но память о нём жива. Его ученики продолжили и развили начатое им дело, разработав на основе использования «графитовой лодочки» ряд оригинальных методик анализа природных вод, биологических объектов и продуктов питания; внедрили их в учебный процесс химического факультета университета, в практику научно-исследовательских медицинских институтов городов Иркутска и Ангарска, в лаборатории и предприятия пищевой промышленности[4-7].

Литература по теме:

1. Шипицын С.А. Разборная лампа с полым катодом./ Гончарова Н.Н., Мелешко А.Я., Морозов В.Н., Пегачёв Н.А., Тришин Г.В., Шипицын С.А. //Журнал прикладной спектроскопии. -1968 - Т.8, вып.1, - с.169-172.
2. Шипицын С.А. Опыт применения графитовой лодочки для атомно-абсорбционного анализа по методу печь-пламя./Скудаев Ю.Д., Шипицын С.А., Морозов В.Н.// Журнал прикладной спектроскопии. -1976- Т.25, вып.5, - с.771-777.
3. Самбуева А.С. Спектроскопическое изучение химических реакций и процессов парообразования в камерном электроде. Автореферат канд. дис. - Иркутск,1969.
4. Гончарова Н.Н. Атомно-абсорбционное определение микроэлементов (тяжёлых металлов) в природных водах: Автореф. канд. дис. – Иркутск, 1974.
5. Гончарова Н.Н. Сорбционно-атомно-абсорбционное определение золота с использованием атомизатора «печь-пламя». /Гончарова Н.Н., Голентовская И.П., Холодная Г.С., Морозова Л.В.// Заводская лаборатория. – 1990. – Т.56, вып.11, - с.44-49.
6. 6. Скудаев Ю.Д. Разработка методик атомно-абсорбционного анализа биологических объектов на содержание микроэлементов с применением электротермического атомизатора «печь-пламя»: Автореф. канд. дис. – Иркутск, 1983.
7. Скудаев Ю.Д. Содержание меди в сливочном масле и его стойкость при длительном хранении. /Колодкин А.М., Скудаев Ю.Д., Горбунова А.П.//Биллютень ЦНИИТЭИ. Мясомолпром СССР. -1976-, вып.5, - с. 18-22.

Статью к публикации подготовил: Морозов Виктор Николаевич, канд. физ.-мат. наук, ст. н. сотрудник. (Тел. 22-49-61, E-mail: moro_vik@mail.ru).

В подготовке материала к статье участвовали Гончарова Н.Н. и Скудаев Ю.Д.

27.03.2012.