Наука: успехи и новые решения

Российское научное сообщество демонстрирует значительные результаты в работе над востребованными в стране инновациями. Укрепление горизонтального диалога исследователей с представителями реального сектора экономики способствовало росту эффективности этой работы.

Вместе с тем отдельное внимание уделяется мотивации молодых ученых. В феврале предстоит объявление лауреатов премии президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за 2023 год. Премия присуждается c 2008 года молодым ученым и специалистам России за значительный вклад в развитие отечественной науки, разработку образцов новой техники и технологий, обеспечивающих инновационное развитие экономики и социальной сферы, а также укрепление обороноспособности страны.

Формируются условия для развития климатических исследований. Российская антарктическая станция «Восток», получившая новый зимовочный комплекс, станет открытой площадкой для работы исследователей из многих стран мира:

«Новая станция позволит укрепить сотрудничество ученых из разных стран, станет открытой площадкой для решения актуальных проблем в сфере изучения природы и окружающей среды и, конечно, для продвижения совместных научных инновационных программ в рамках Союзного государства России и Белоруссии», – заявил президент РФ Владимир Путин.

Российская антарктическая станция «Восток», получившая новый зимовочный комплекс, станет открытой площадкой для работы исследователей из многих стран мира. Об этом заявил президент РФ Владимир Путин, открывая комплекс по видеосвязи.

«Новая станция позволит укрепить сотрудничество ученых из разных стран, станет открытой площадкой для решения актуальных проблем в сфере изучения природы и окружающей среды и, конечно, для продвижения совместных научных инновационных программ в рамках Союзного государства России и Белоруссии», – заявил глава государства.

Путин обратил внимание, что у станции «задач, безусловно, действительно много: в их числе мониторинг солнечной активности и других изменений космической погоды, которые воздействуют и на технику, и на человека, изучение роли Антарктиды в глобальном изменении климата». «Очень важно было создать условия для продолжения такой нужной и нашей стране, да и всему человечеству работы», – заключил президент.

«Зимовочный комплекс – это, пожалуй, лучший, главный подарок к юбилейной семидесятой российской антарктической экспедиции, которая стартует после этого года, залог успеха выполнения ее важных для России, да и для всей мировой науки задач», – добавил Путин.

Станция «Восток» была основана в 1957 году, дважды реконструирована – в 1974 и 1982 годах – и трижды консервировалась. До открытия нового комплекса она не удовлетворяла современным требованиям к эксплуатации, ее изношенность превышала 90%. В 2012 году российские ученые совершили открытие, обнаружив подо льдом уникальное реликтовое озеро, названное Восток в честь станции. С инициативой построить новый комплекс в 2015 году выступил председатель правления «Новатэка» Леонид Михельсон.

Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ, Челябинск) совместно с коллегами из Университета Белграда (Сербия) разработали методику очистки воды от стойких органических загрязнителей с помощью модифицированных плоских титановых электродов. Об этом сообщил аспирант ЮУрГУ, сотрудник Лаборатории экологических проблем постиндустриальной агломерации Владислав Фадеев.

«В XXI веке введено понятие класса стойких органических загрязнителей (СОЗ). Это неоднородная группа веществ, присутствие которых не удавалось обнаружить раньше. За очистку водоемов от них никто даже и не брался. Мы совместно с группой исследователей из Университета Белграда, руководимой профессором Далибором Миодрагом Станковичем, разработали методику очистки воды от СОЗ», – сказал Фадеев

Новая методика очистки подразумевает использование электроактивных материалов. В качестве материала для электрода был выбран титан. Сейчас команда ученых улучшает его качество, нанося поверх титановой пластины дополнительные слои, идет работа над масштабированием процесса и стабильной воспроизводимостью результатов. В качестве модельного загрязнителя используется катионный органический краситель – метиленовый синий. За час в лабораторных условиях с помощью модифицированных плоских титановых электродов с активной площадью порядка 11 кв. см при напряжении в 5 вольт удается практически полностью разложить загрязнитель с концентрацией 20 мг/л в воде. Этот метод доказал свою эффективность там, где не работали традиционные методы очистки воды.

Фадеев пояснил, что, в ближайшее время технология будет полностью отработана. Это позволит создавать высокоэффективные очистные сооружения в крупных городах. При этом уровень качества воды можно будет значительно повысить.

Южно-Уральский университет сфокусирован на междисциплинарных проектах в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году он победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра «Передовые производственные технологии и материалы», созданного для объединения потенциалов образовательных и научных организаций реального сектора Свердловской, Челябинской и Курганской областей по нацпроекту «Наука и университеты».

НИУ ВШЭ, Национальный медико-хирургический центр имени Пирогова и Центр патологии речи и нейрореабилитации Департамента здравоохранения Москвы подписали соглашение о создании консорциума, в рамках которого специалисты вуза и их партнеры будут пять лет совместно развивать и внедрять передовые решения в области нейротехнологий. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.

«Мы договорились о нескольких важных аспектах совместной работы. Планируем вести научные исследования, определять интересные и перспективные темы, создавать совместные команды для работы над проектами. Работа в таких междисциплинарных командах – один из основных способов поиска нетривиальных решений и привлечения в науку талантливой молодежи из разных областей», – заявила директор Центра языка и мозга НИУ ВШЭ (Москва) Ольга Драгой, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

По словам участников консорциума, идея его создания возникла из желания внедрять в клиническую практику разработки нейрокластера НИУ ВШЭ, в который входят Центр языка и мозга, Институт когнитивных нейронаук и департамент психологии. Участники консорциума планируют совместно вести научные исследования и практическую деятельность, а также реализовать дополнительные инициативы, нацеленные на развитие нейротехнологий в России.

В их число входит издание книг и статей, запуск различных медиапроектов и выставок, посвященных нейротехнологиям и достижениям отечественных ученых в области медицины и нейронаук. В число главных практических задач входит апробация нейротехнологических решений в медицинских учреждениях, разработка новых нейротехнологий и внедрение их в клиническую практику.

«Достижения в области межсекторального взаимодействия должны максимально быстро доноситься до всех заинтересованных игроков, насыщая их актуальной информацией, мультиплицируя усилия отечественных ученых и практиков на пути технологических прорывов российской прикладной науки. И с этим мы также связываем надежды и ожидания от работы в составе нового объединения», – отметил главный врач Центра патологии речи и нейрореабилитации Роман Черемин, чьи слова приводит пресс-служба НИУ ВШЭ.

Как отмечается в сообщении, консорциум открыт для присоединения к нему других организаций.

Отечественную технологию получения фоточувствительного арсенида галлия, который позволит наладить в России серийное производство детекторов рентгеновских цветовых изображений для промышленности, медицины и науки, создадут ученые Томского государственного университета (ТГУ) и ООО «Финпроматом». Сумма госфинансирования составит 430 млн рублей, сообщили в пресс-службе вуза.

«ООО «Финпроматом» совместно с ТГУ приступили к решению важной государственной задачи, поставленной Минпромторгом РФ, по разработке технологии получения фоточувствительного арсенида галлия. Данный материал служит основой детекторов рентгеновских цветовых изображений, применяемых в промышленности, медицине и науке. Реализация проекта позволит наладить в России серийное производство отечественных детекторов и обеспечить динамичное развитие приборостроения, сделав его независимым от поставок зарубежных компонентов», – сказано в сообщении.

Детекторы на основе фоточувствительных арсенид галлиевых HR-GaAs:Cr структур обладают особенными функциональными характеристиками. Они обеспечивают высокое качество изображения и более устойчивы к повреждающим факторам, например радиации, чем все существующие аналоги. Ранее Россия закупала арсенид галлия требуемого качества для производства детекторов за рубежом.

«Совместный проект ТГУ и ООО «Финпроматом» позволит обеспечить страну своим материалом высокого качества. На разработку технологии партнеры потратят два года. Размер государственного финансирования составит 430 млн рублей. <…> В проекте ООО «Финпроматом» как головная организация отвечает за материально-техническое обеспечение исследований: поставку сырья, химических реактивов, необходимого технологического и измерительного оборудования. Задача ученых ТГУ – проведение технологических и конструкторских работ», – отмечается в сообщении.

В 2023 году ученые ТГУ совместно с СХК уже разработали и изготовили опытные детекторы рентгеновского излучения с инновационными сенсорами на основе арсенида галлия, компенсированного хромом. Научно-исследовательский проект выполнен по заказу АО «Твэл». Новый проект с «Финпроматом» позволит быстро запустить промышленное производство отечественных детекторов на высококачественном сырье, обеспечив при этом автономность российского приборостроения.

Ученые в Саратове разработали уникальную технологию создания свайного фундамента, которая позволит сократить сроки строительства зданий и увеличить их несущую способность. Об этом сообщили в пресс-службе Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (СГТУ).

«Технология позволяет строить фундаменты инженерных объектов гражданского и промышленного назначения при различных грунтовых условиях. Так, за счет снижения времени формирования скважины под сваю и существенному увеличению несущей способности готовой сваи можно значительно сократить сроки строительства фундамента и в результате уменьшить стоимость», – приводятся в сообщении слова одного из авторов разработки Вадима Фролова.

По информации вуза, технология не имеет аналогов в России. Ее новизна подтверждена патентом на изобретения РФ.

Ученые Московского технического университета связи и информатики (МТУСИ) придумали алгоритм формирования правильного запроса (промпта) для нейросетей, позволяющий сгенерировать более качественные изображения в разумные сроки. Как рассказала руководитель пресс-службы МТУСИ Алина Хакимзянова, сотрудники кафедры «Математическая кибернетика и информационные технологии» (МКиИТ) разработали четкую последовательность действий, позволяющую определить порядок и обоснованный выбор слов в промпте, что позволяет получать предсказуемый, корректный, качественный результат.

«Наш алгоритм представляет собой четкую последовательность действий по составлению запросов. Пошагово описывается, с чего надо начинать составление запроса, как сформулировать в промпте ожидаемые детали будущего изображения. Указаны моменты составления запроса, которые предполагают несколько альтернативных путей составления промпта», – рассказала Хакимзянова. По ее словам, существующие на сегодня аналоги ограничиваются только рекомендациями, что лучше указывать в запросе, от чего лучше отказаться.

Для апробации разработанного алгоритма и определения его эффективности были выбраны нейросетевые онлайн-сервисы «Шедеврум» и Kandinsky. Выбор этих нейросетей определяется тем, что они являются отечественными разработками, которые ориентированы в первую очередь на русскоязычную аудиторию. «При разработке алгоритма составления промптов, позволяющих получить качественное изображение нейросетевыми онлайн-сервисами, определены факторы, приводящие к некорректным результатам генерации изображений посредством естественно-языковых, неформализованных запросов. Создана методика описания объекта, явления или процесса», – рассказал кандидат технических наук, доцент кафедры МКиИТ МТУСИ Тимур Фатхулин.

Результаты проведенных экспериментов показали, что разработанный алгоритм формирования запроса к нейросетевым сервисам для генерации изображения позволяет получать более корректный результат по сравнению с обычным естественно-языковым запросом. Особенно это заметно на запросах, содержащих отрицательные частицы и предлоги, относительные прилагательные, предполагающие представление абстрактного понятия, и при использовании числительных.

В дальнейшем ученые МТУСИ планируют модифицировать и модернизировать разработанный алгоритм с учетом увеличивающегося функционала современных нейросетевых сервисов и рассмотреть возможность его применения для генерации текстового контента.

Специалисты Тольяттинского госуниверситета первыми в мире предложили новый способ направленного органического синтеза сложных молекул на основе малоизученных химических соединений – сопряженных енинонов. Как сообщили в пресс-службе Минобрнауки России, в качестве инструмента синтеза используется кремний, группы атомов которого при опытах вводятся в молекулу и убираются из нее.

Сопряженные ениноны – относительно малоизученные органические вещества, которые, благодаря высокой способности к химическим превращениям, с успехом применяются для лабораторного получения многих разнообразных и полезных соединений. Использование кремниевых групп в синтезе сложных молекул из таких веществ – новаторство группы доктора химических наук Александра Голованова.

«В молекулах сопряженных енинонов есть сразу несколько центров для протекания химической реакции. От того, по какой траектории пойдет реакция, зависят свойства конечного продукта и область его применения. Ученые ТГУ научились управлять этим процессом и изучили некоторые аспекты того, как именно протекают реакции. Теперь их можно запустить избирательно, направив по нужному пути, и процесс синтеза сложных молекул станет еще эффективнее», – отметили в пресс-службе.

Как рассказал и.о. завкафедрой «химическая технология и ресурсосбережение» института химии и энергетики ТГУ Сергей Соков, важной особенностью кремния является, что «его легко убрать из молекулы, когда он уже не нужен, а на его место поставить другой фрагмент, с помощью которого молекулу можно «доработать», придавая ей свойства, полезные, например, для веществ с противокоррозионными характеристиками или реагентов аналитической химии».

В перспективе ученые надеются использовать методику при создании противовоспалительных и противораковых препаратов. Исследования ведутся при поддержке гранта Российского научного фонда на сумму более 21 млн рублей.