stringtranslate.com

Лаборатория

Лаборатория Шустера , Манчестерский университет (физическая лаборатория)

Лаборатория ( Великобритания : / l ə ˈ b ɒr ə t ər i / ; США : / ˈ l æ b r ə t ɔːr i / ; разговорно lab ) — это учреждение, которое обеспечивает контролируемые условия, в которых могут проводиться научные или технологические исследования, эксперименты и измерения . Лаборатории можно найти в самых разных местах, таких как школы, университеты, частные исследовательские институты, корпоративные исследовательские и испытательные центры, государственные регулирующие и судебно-экспертные центры, кабинеты врачей, клиники, больницы, региональные и национальные справочные центры и даже иногда в личных домах. [1]

Обзор

Организация и содержание лабораторий определяются различными требованиями специалистов, работающих в них. Физическая лаборатория может содержать ускоритель частиц или вакуумную камеру , в то время как металлургическая лаборатория может иметь аппаратуру для литья или очистки металлов или для испытания их прочности . Химик или биолог может использовать мокрую лабораторию , в то время как лаборатория психолога может представлять собой комнату с односторонними зеркалами и скрытыми камерами, в которой можно наблюдать за поведением. В некоторых лабораториях, таких как те, которые обычно используются компьютерными учеными , компьютеры (иногда суперкомпьютеры ) используются либо для моделирования , либо для анализа данных . Ученые в других областях по-прежнему будут использовать другие типы лабораторий. Инженеры также используют лаборатории для проектирования, создания и тестирования технологических устройств.

Научные лаборатории можно встретить в качестве исследовательских комнат и учебных помещений в школах и университетах , на промышленных , правительственных или военных объектах и ​​даже на борту кораблей и космических аппаратов .

Лаборатория, школа для девочек округа Брекон

Несмотря на то, что лаборатория изначально считалась замкнутым пространством для экспертов, [2] термин «лаборатория» все чаще применяется к таким мастерским, как Living Labs , Fab Labs или Hackerspaces , где люди встречаются для работы над общественными проблемами или создания прототипов , работая совместно или разделяя ресурсы. [3] [4] [5] Это развитие вдохновлено новыми, коллективными подходами к науке и инновациям и опирается на методы проектирования, ориентированные на пользователя [6], и такие концепции, как Open Innovation или User Innovation , [7] [8] Одной из отличительных особенностей работы в Open Labs является феномен перевода , обусловленный различным опытом и уровнем знаний вовлеченных людей. [9]

История

Ранние примеры «лабораторий», зафиксированные в английском языке, включали алхимию и приготовление лекарств . [10]

Появление Большой науки во время Второй мировой войны привело к увеличению размеров лабораторий и научного оборудования, появлению ускорителей частиц и аналогичных устройств.

Первые лаборатории

Самая ранняя лаборатория, согласно имеющимся данным, — это домашняя лаборатория Пифагора Самосского, известного греческого философа и ученого. Эта лаборатория была создана, когда Пифагор проводил эксперимент с тонами звука и вибрацией струны. [11]

На картине Альберта Эдельфельта 1885 года Луи Пастер изображен сравнивающим записку в левой руке с бутылкой, наполненной твердым веществом, в правой руке, и не имеющим на себе никаких средств индивидуальной защиты . [12]

Исследования в группах начались в 19 веке, а в 20 веке было разработано много новых видов оборудования. [13]

Подземная алхимическая лаборатория XVI века была случайно обнаружена в 2002 году. Рудольф II, император Священной Римской империи , как полагают, был ее владельцем. Лаборатория называется Speculum Alchemiae и сохранена как музей в Праге . [14]

Методы

Лабораторные методы представляют собой набор процедур, используемых в естественных науках, таких как химия , биология , физика , для проведения эксперимента; при этом некоторые из них предполагают использование сложного лабораторного оборудования — от лабораторной посуды до электрических приборов, а другие требуют более специфических или дорогостоящих расходных материалов.

Оборудование и расходные материалы

Три стакана , колба Эрленмейера , мерный цилиндр и мерная колба.

Лабораторное оборудование относится к различным инструментам и оборудованию, используемым учеными, работающими в лаборатории. Лабораторное оборудование обычно используется либо для проведения эксперимента , либо для проведения измерений и сбора данных . Более крупное или более сложное оборудование обычно называется научным инструментом .

Классическое оборудование включает в себя такие инструменты, как горелки Бунзена и микроскопы, а также специальное оборудование, такое как камеры оперантного кондиционирования , спектрофотометры и калориметры .

Химические лаборатории

Лаборатории молекулярной биологии/Лаборатории наук о жизни

Специализированные типы

Название лаборатории также используется для некоторых других объектов, где используемые процессы или оборудование аналогичны тем, что используются в научных лабораториях. К ним, в частности, относятся:

Безопасность

Пункт промывания глаз в лаборатории
Генетик Риин Тамм в защитном лабораторном халате

Во многих лабораториях присутствуют опасности. Лабораторные опасности могут включать яды ; инфекционные агенты ; легковоспламеняющиеся , взрывоопасные или радиоактивные материалы; движущиеся машины ; экстремальные температуры ; лазеры , сильные магнитные поля или высокое напряжение . Поэтому меры предосторожности жизненно важны. [15] [16] Существуют правила, позволяющие минимизировать индивидуальный риск, а средства безопасности используются для защиты пользователей лаборатории от травм или для оказания помощи в реагировании на чрезвычайную ситуацию .

Управление по охране труда и промышленной гигиене (OSHA) в США, признавая уникальные характеристики лабораторного рабочего места, разработало стандарт для профессионального воздействия опасных химических веществ в лабораториях. Этот стандарт часто называют «Лабораторным стандартом». Согласно этому стандарту, лаборатория должна разработать План химической гигиены (CHP), в котором рассматриваются конкретные опасности, обнаруженные в ее местоположении, и подход к ним.

При определении надлежащего плана химической гигиены для конкретного предприятия или лаборатории необходимо понимать требования стандарта, оценку текущих правил безопасности, охраны здоровья и окружающей среды, а также оценку опасностей. CHP необходимо пересматривать ежегодно. Многие школы и предприятия нанимают специалистов по безопасности, охране здоровья и окружающей среды, таких как специалист по химической гигиене (CHO), для разработки, управления и оценки своего CHP. Кроме того, обзор третьей стороны также используется для предоставления объективного «взгляда со стороны», который дает свежий взгляд на области и проблемы, которые могут восприниматься как должное или упускаться из виду из-за привычки.

Инспекции и аудиты также должны проводиться на регулярной основе для оценки опасностей, связанных с обращением с химическими веществами и их хранением, электрооборудованием, биологическими опасностями , управлением опасными отходами , химическими отходами , ведением хозяйства и готовностью к чрезвычайным ситуациям, радиационной безопасностью , вентиляцией, а также респираторными испытаниями и качеством воздуха в помещениях . Важным элементом таких аудитов является проверка соответствия нормативным требованиям и обучение лиц, имеющих доступ к лаборатории или работающих в ней. Обучение имеет решающее значение для постоянной безопасной эксплуатации лабораторного объекта. Преподаватели, персонал и руководство должны быть вовлечены в работу по снижению вероятности несчастных случаев, травм и потенциальных судебных разбирательств. Прилагаются усилия для того, чтобы видеоролики о безопасности в лабораториях были как актуальными, так и интересными. [17]

Устойчивость

Последствия изменения климата становятся все более серьезной проблемой для организаций, и исследовательское сообщество ищет стратегии смягчения последствий . В то время как многие лаборатории используются для проведения исследований с целью поиска инновационных решений этой глобальной проблемы, устойчивые методы работы в лабораториях также вносят вклад в более зеленую среду. Многие лаборатории уже пытаются минимизировать свое воздействие на окружающую среду за счет сокращения потребления энергии, переработки и внедрения процессов сортировки отходов для обеспечения правильной утилизации.

Лучшая практика

Научно-исследовательские лаборатории, оснащенные энергоемким оборудованием, потребляют в три-пять раз больше энергии на квадратный метр, чем офисные помещения. [18]

Вытяжные шкафы

Предположительно, основным источником такого высокого потребления энергии являются вытяжные шкафы. [18] Значительного эффекта можно добиться, сохраняя высоту открытия как можно ниже во время работы и оставляя их закрытыми, когда они не используются. Одной из возможностей помочь в этом может быть установка автоматических систем, которые закрывают вытяжки после определенного периода бездействия и также выключают свет. Таким образом, поток можно лучше регулировать и не поддерживать его на слишком высоком уровне без необходимости.

Морозильники

Обычно в морозильниках ULT поддерживается температура −80 °C. Одно такое устройство может потреблять столько же энергии, сколько и односемейное домохозяйство (25 кВт·ч/день). [19] Повышение температуры до −70 °C позволяет использовать на 40% меньше энергии и при этом безопасно хранить большинство образцов. [20]

Воздушные конденсаторы

Минимизировать потребление воды можно путем замены конденсаторов с водяным охлаждением ( конденсатор Димрота ) на конденсаторы с воздушным охлаждением ( колонна Вигре ), которые используют большую площадь охлаждаемой поверхности.

Лабораторная электроника

Использование печей очень полезно для сушки стеклянной посуды, но эти установки могут потреблять много энергии. Использование таймеров для регулирования их использования в ночное время и в выходные дни может значительно снизить их влияние на потребление энергии. [21]

Сортировка и утилизация отходов

Утилизация химически/биологически загрязненных отходов требует много энергии. Однако обычные отходы требуют гораздо меньше энергии или даже могут быть переработаны в некоторой степени. Не каждый объект в лаборатории загрязнен, но часто оказывается в загрязненных отходах, что увеличивает затраты энергии на утилизацию отходов. Хорошая система сортировки и переработки незагрязненных лабораторных отходов позволит пользователям лаборатории действовать устойчиво и правильно утилизировать отходы.

Сети

По состоянию на 2021 год существует множество лабораторий, которые в настоящее время выделяют время и ресурсы для перехода к более устойчивым лабораторным практикам на своих объектах, например, MIT [22] и университет Эдинбурга. [23] Кроме того, появилось несколько сетей, таких как Green Your Lab, [24] Towards greener research, британская сеть LEAN, сеть Max-Planck-Sustainability и национальные платформы, такие как green labs austria и green labs NL. Другие независимые университетские усилия и ресурсы включают Laboratory Efficiency Assessment Framework, аналитический центр labos1point5 и некоммерческую организацию my green lab.

Организация

Организация лабораторий является областью фокусировки в социологии. Ученые рассматривают, как должна быть организована их работа, которая может быть основана на темах, командах, проектах или областях знаний. Работа разделена не только между различными должностями лаборатории, такими как исследователи, инженеры и техники , но и с точки зрения автономии (должна ли работа быть индивидуальной или в группах). [25] Например, у одной исследовательской группы есть график, по которому они проводят исследования по своей собственной теме интереса в течение одного дня недели, но в остальное время они работают над определенным групповым проектом. [26] Управление финансами является еще одним организационным вопросом.

Сама лаборатория представляет собой исторически устаревшую организационную модель. Она возникла из наблюдения, что качество работы исследователей, которые сотрудничают, в целом выше, чем у исследователя, работающего в одиночку. С 1950-х годов лаборатория превратилась из образовательного инструмента, используемого учителями для привлечения лучших студентов к исследованиям, в организационную модель, позволяющую достичь высокого уровня научной производительности.

Некоторые формы организации лабораторий включают:

На организационную форму лаборатории влияют три основных фактора:

Другие формы организации включают социальную организацию.

Общественная организация

Исследование Ричарда Х. Р. Харпера, в котором приняли участие две лаборатории, поможет прояснить концепцию социальной организации в лабораториях. Основной предмет исследования вращался вокруг отношений между персоналом лаборатории (исследователями, администраторами, администраторами, техниками и т. д.) и их Локаторами. Локатор — это сотрудник Лаборатории, который отвечает за знание того, где в данный момент находится каждый член лаборатории, на основе уникального сигнала, излучаемого бейджем каждого сотрудника. Исследование описывает социальные отношения между различными классами должностей, например, отношения между исследователями и Локаторами. Оно не описывает социальные отношения между сотрудниками внутри класса, например, отношения между исследователями.

В ходе этнографических исследований было обнаружено, что среди персонала каждый класс (исследователи, администраторы...) имеет разную степень прав, которая различается в зависимости от лаборатории. Право может быть как формальным, так и неформальным (то есть оно не навязывается), но каждый класс осознает и подчиняется его существованию. Степень прав, которая также называется правами персонала , влияет на социальное взаимодействие между сотрудниками. Рассматривая различные взаимодействия между сотрудниками, мы можем определить их социальное положение в организации. Например, администраторы в одной из лабораторий исследования не имеют права спрашивать Локатора, где в настоящее время находятся исследователи, поскольку они не имеют права на такую ​​информацию. С другой стороны, исследователи имеют доступ к этому типу информации. Таким образом, следствием этой социальной иерархии является то, что Локатор раскрывает различные степени информации, основанные на сотруднике и его правах. Локатор не хочет раскрывать информацию, которая может поставить под угрозу его отношения с членами персонала. Локатор придерживается прав каждого класса.

Социальная иерархия также связана с отношением к технологиям. Это было выведено на основе отношения различных должностей к их лабораторным значкам. Их отношение зависело от того, как эта работа рассматривала их значок с точки зрения полезности (чем полезен значок для моей работы), морали (каковы мои моральные принципы в отношении конфиденциальности, поскольку это связано с отслеживанием этого значка) и отношений (как меня будут видеть другие, если я откажусь носить этот значок). Например, администратор посчитал бы значок полезным, так как он поможет им находить других сотрудников в течение дня. Иллюстрируя отношения, исследователи также носили свой значок из-за неформального давления, например, не желая выглядеть испортителем или не желая привлекать к себе внимание.

Еще одним открытием является сопротивление изменениям в социальной организации. Сотрудники чувствуют себя неловко, когда меняются модели привилегий, обязательств, уважения, неформальной и формальной иерархии и т. д.

Подводя итог, можно сказать, что различия в отношении между членами лаборатории объясняются социальной организацией: Отношение человека тесно связано с ролью, которую он играет в организации. Эта иерархия помогает понять распределение информации, контроль и отношение к технологиям в лаборатории. [26]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Бертольф, Роджер Л. (2017). «Структура и функции лаборатории». Клинические основные лабораторные испытания . стр. 1–23. doi :10.1007/978-1-4899-7794-6_1. ISBN 978-1-4899-7792-2. Архивировано из оригинала 2021-04-29 . Получено 2019-07-24 .
  2. ^ Латур, Бруно (1987). Наука в действии: как следовать за учеными и инженерами в обществе . Кембридж: Издательство Гарвардского университета.
  3. ^ Флаэрти, Джо (14 мая 2012 г.). «Ford + TechShop: Getting Employees to Tinker». Wired . Архивировано из оригинала 12 июня 2018 г. Получено 5 октября 2017 г.
  4. ↑ Burress, Charles (22 декабря 1997 г.). «Рай для мастеров-умельцев в Беркли / Молодым и старым изобретателям предлагаются инструменты, методы и вдохновение». SF Chronicle . Архивировано из оригинала 6 октября 2017 г. Получено 5 октября 2017 г.
  5. ^ Карлсон, Адам (5 сентября 2013 г.). «Топ-8 инструментов для создания персональной лаборатории прототипирования». EE Times . Архивировано из оригинала 6 октября 2017 г. Получено 5 октября 2017 г.
  6. ^ ISO 13407:(1999), озаглавленный «Процессы проектирования интерактивных систем, ориентированные на человека», представляет собой стандарт ISO, предоставляющий руководство по проектированию, ориентированному на человека, на протяжении всего жизненного цикла интерактивных компьютерных систем.
  7. ^ Фон Хиппель, Э. (1986). Ведущие пользователи: источник новых концепций продукта. Management Science 32, 791–805.
  8. ^ Чесбро, Х. У. (2003). Открытые инновации: новый императив для создания и получения прибыли от технологий. Бостон: Издательство Гарвардской школы бизнеса.
  9. ^ Фрицше, А (2018). «Корпоративное предвидение в открытых лабораториях — трансляционный подход». Технологический анализ и стратегический менеджмент . 30 (6): 646–657. doi :10.1080/09537325.2017.1380180. S2CID  46887116.
  10. ^ "laboratory" . Оксфордский словарь английского языка (Электронная правка). Oxford University Press . (Требуется подписка или членство в участвующем учреждении.) : «Первоначально: комната или здание для занятий алхимией и приготовления лекарств. Позднее: помещение, оборудованное для проведения научных экспериментов или процедур, особенно в целях исследования, обучения или анализа; (также) помещение, в котором производятся химикаты или лекарства».
  11. ^ «Старейшая в мире лаборатория». Аналитическая химия . 62 (13): 701A. 30 мая 2012. doi :10.1021/ac00212a716.
  12. ^ Шуммер, Иоахим; Спектор, Тами I (июль 2007 г.). «Визуальный образ химии: перспективы из истории искусства и науки». Hyle: Международный журнал философии химии (1): 3–41. Архивировано из оригинала 22.11.2017 . Получено 24.10.2017 .
  13. ^ Лоу, Дерек (27 мая 2015 г.). «История лаборатории: хроники химии». Nature . 521 (7553): 422. Bibcode :2015Natur.521..422L. doi : 10.1038/521422a .
  14. ^ "Музей алхимии". Speculum Alchemiae . Архивировано из оригинала 2020-05-08 . Получено 2017-10-24 .
  15. ^ Отто, Томас (2021). Безопасность ускорителей частиц . Bibcode : 2021spa..book.....O. doi : 10.1007/978-3-030-57031-6 . ISBN 978-3-030-57030-9. ISSN  1611-1052. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  16. ^ Cossairt, J. Donald; Quinn, Matthew (2019). Accelerator Radiation Physics for Personnel and Environmental Protection (1-е изд.). Boca Raton, FL : CRC Press, Taylor & Francis Group, [2019]: CRC Press. doi :10.1201/9780429491634. ISBN 978-0-429-49163-4. S2CID  189160205.{{cite book}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
  17. ^ Майкл Л. Мэтсон; Джеффри П. Фицджеральд; Ширли Лин (1 октября 2007 г.). «Создание индивидуальных, релевантных и увлекательных видеороликов по безопасности в лаборатории». Журнал химического образования . 84 (10): 1727. Bibcode : 2007JChEd..84.1727M. doi : 10.1021/ed084p1727.
  18. ^ ab "Добавление эффективности к общему лабораторному оборудованию". www.science.org . Архивировано из оригинала 2021-09-07 . Получено 2021-09-07 .
  19. ^ "Cold Storage". Архивировано из оригинала 2021-09-07 . Получено 2021-09-07 .
  20. ^ "-70 is the new -80". Архивировано из оригинала 2021-09-07 . Получено 2021-09-07 .
  21. ^ "Glassware Ovens Don't Need to be on 24/7/365". На пути к более экологичным исследованиям . 2021-06-08. Архивировано из оригинала 2021-09-07 . Получено 2021-09-07 .
  22. ^ "MIT green lab". Архивировано из оригинала 2021-04-05 . Получено 2021-09-07 .
  23. ^ "University of Edingburgh". Архивировано из оригинала 2021-09-07 . Получено 2021-09-07 .
  24. ^ "Green Your Lab Network". Архивировано из оригинала 2022-02-27 . Получено 2022-02-27 .
  25. ^ Винк, Доминик (2010). Социология научной работы . Липиаты: Edward Elgar Publishing Limited. С. 83, 97–100.
  26. ^ ab Harper, Richard HR (1992). Взгляд на себя: исследование социальной организации двух исследовательских лабораторий . Кембридж: перепечатано как Rank Xerox Technical Report EPC–92–108. стр. 330–337.
  27. ^ Социология научной работы стр. 98

Внешние ссылки

В Викиресурсе имеется текст статьи « Лаборатория » из Новой международной энциклопедии 1905 года .