Наука в России сегодня

решил завести тему по текущим событиям в науке России, без ограничений по тематике, как говориться вразброс … вне зависимости от размерности событий и без отнесения только к ВЫСОКОЙ науке … просто события которые происходят в среде и структурах кои имеют в названии упоминание о науке или образовании … и желательно о тех событиях которые имеют уже случившийся «материальный выхлоп»
в общем фактические свидетельства о том что уверения р смерти науки в России есть выражения некоторыми своих надежд и ожидании а не констатация факта … без политики и без аналитики на тему «а вот у них»

В России создали биочип, работающий как искусственный нос собаки - он способен улавливать в воздухе незначительные концентрации веществ.
"Области применения данной технологии в первую очередь включают скрининг социально значимых заболеваний по анализу выдыхаемого пациентами воздуха".
"Процедура диагностики будет выглядеть так: пациент выдыхает воздух в одноразовый полиэтиленовый пакет, который после этого подключают к системе детекции. Время детекции - одна минута. Рак, диабет, туберкулез – далеко не полный перечень заболеваний, который может быть установлен при однократном тестировании".
Биотехнический чип разработан в рамках совместного проекта Фонда перспективных исследований, Южного федерального университета и Ростовского научно-исследовательского онкологического института Минздрава России. Непосредственные разработчики технологии - Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского и Приволжский исследовательский медицинский университет.
чип представляет собой систему, состоящую из живых клеток и технического устройства для оценки их состояния и поддержания жизнедеятельности. В чипе содержится питательная среда с клетками. Также в ячейке находится система оптической регистрации состояния клеток, которая оценивает, возбуждены они или спокойны, и передает информацию на компьютер.
"После попадания в ячейку искомых веществ их узнают рецепторы на поверхности клеток, вследствие чего те переходят в возбужденное состояние, что в свою очередь сразу регистрируется технической системой ячейки".
Скорость обнаружения веществ чувствительность чипа сравнима с уровнем обоняния служебных собак при на порядок большей надежности распознавания проб.
Проект стал продолжением созданного в 2016-2019 годах аппаратно-программного комплекса, который в автоматическом режиме обнаруживает и распознает целевые вещества в выдыхаемом человеком воздухе на основе анализа биоэлектрических потенциалов обонятельного тракта и обонятельной луковицы крысы.
ЖКК

Российские ученые впервые в мире изучили, как удерживается энергия термоядерной плазмы в сферическом токамаке нового поколения. Оказалось, что токамак Глобус-М2 эффективно использует магнитное поле и многократно превосходит установки предыдущего поколения.
Исследование проведено при поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда (РНФ) и опубликовано в журнале Nuclear Fusion.
«Эксперименты показали, что в токамаке Глобус-М2 устойчивость плазмы выше, возрастают давление и эффективность использования магнитного поля. Благодаря этому растет экономическая производительность реактора. Исследования плазмы на Глобус-М2 проводятся при температуре выше 10 миллионов градусов, и в этих условиях получена рекордная для компактных сферических токамаков плотность плазмы. По сравнению с установкой предыдущего поколения — токамаком Глобус-М — температура плазмы возросла вчетверо, а эффективность удержания — втрое. Как результат — десятикратное увеличение так называемого тройного произведения — основного критерия эффективности термоядерного реактора. При этом вывод установки на максимальные параметры еще предстоит осуществить в ближайшие годы».
наиболее перспективный способ управления реакциями синтеза – использование установок типа токамак (ТОроидальная КАмера с МАгнитной Катушкой), изобретенных в СССР в 60-е годы.
Ученые из ФТИ РАН (Санкт-Петербург) совместно с коллегами из НИИЭФА имени Д.В. Ефремова, НИЦ «Курчатовский институт», Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН, СПбГУ, СПбГПУ, МИФИ и других организаций впервые в мире провели исследования на сферическом токамаке Глобус-М2. Эта установка относится к новому поколению сферических токамаков наряду с зарубежными проектами NSTX-U (США) и MAST-U (Великобритания), запуск которых ожидается в ближайшие годы.
Альтернативные разработки, к которым относятся и компактные сферические токамаки типа Глобус-М2, позволят снизить стоимость термоядерного реактора-токамака и скорее внедрить технологии управляемого термоядерного синтеза в энергетику. Одним из перспективных направлений является создание гибридных систем, состоящих из сферического токамака, вырабатывающего топливо для ядерных реакторов из Урана-238 и Тория-232, и ядерного реактора, работающего на этом искусственно созданном топливе.

в Самарском университете имени Королева получили хорошую новость из космоса. Пять лет назад они поставили амбициозную задачу — создать космические солнечные батареи из доступных в России материалов, при этом дешевле, чем зарубежные аналоги. В итоге солнечные батареи из пористого кремния отлично себя зарекомендовали. Теперь новую технологию можно использовать, например, для зарядных устройств.

В лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ впервые в России создана квантовая интегральная схема на основе пяти сверхпроводниковых кубитов. Она является важным шагом на пути создания полномасштабных универсальных квантовых процессоров и симуляторов. Эту уникальную и полностью управляемую многокубитную квантовую схему можно считать прототипом квантового процессора, каких в мире пока совсем немного.
Новое устройство уже сейчас может быть использовано в квантовом машинном обучении — области науки на пересечении квантовой физики и обработки данных.
Интегральная схема изготовлена на технологической базе Центра коллективного пользования московского Физтеха. Первые измерения показали, что все элементы схемы работают с ожидаемыми параметрами.
«После получения первого российского кубита в 2015 году в стенах нашей лаборатории мы многому научились. Все эти годы сотрудники ЦКП МФТИ и лаборатории трудились над улучшением технологии изготовления сверхпроводящих квантовых структур с различной архитектурой. В результате сейчас мы имеем технологию, которая уже достаточно надежна для создания многокубитных вычислительных устройств. Созданная нами интегральная квантовая схема, в отличие от ранее разработанных в России прототипов, позволяет полностью контролировать состояние всех пяти кубитов. Такие интегральные схемы и необходимы для создания универсального квантового компьютера на сверхпроводящих кубитах. Это большой технологический успех».
«Наши текущие результаты говорят о том, что технологические и измерительные возможности ЦКП и нашей лаборатории позволяют отработать и выполнить все этапы, необходимые для создания элементов квантовых процессоров, от технологических чертежей до интегральной квантовой схемы на чипе и ее измерений. Однако дальнейшее развитие работ по созданию управляемых элементов квантового компьютера и самого компьютера потребует модернизации „чистой зоны“ ЦКП и дополнительного оснащения лаборатории современным исследовательским оборудованием».

в Санкт-Петербургском государственном университете разработали новый тип аккумулятора, который может заряжаться в десять раз быстрее литий-ионного, а также является более безопасным — как с точки зрения вероятности возгорания, так и последствий его утилизации для окружающей среды. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Batteries & Supercaps.
Чтобы решить эту проблему, ученые СПбГУ синтезировали полимер на основе комплекса никель-сален (NiSalen). Молекулы этого полимера выступают в качестве молекулярной проволоки, на которую прикреплены энергоемкие нитроксильные фрагменты. Такая молекулярная архитектура материала позволяет добиться одновременно высоких мощностных, емкостных и низкотемпературных характеристик.
«Концепция этого материала возникла у нас в 2016 году. В это время мы начали заниматься фундаментальным проектом "Электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов на базе металлорганических полимеров", поддержанным грантом Российского научного фонда. Когда мы исследовали механизм переноса заряда в этом классе соединений, оказалось, что у них есть два направления развития. Первое — они могут использоваться в качестве защитных слоев в связке с традиционными материалами литий-ионных батарей. И второе — они сами могут стать активным компонентом электрозапасающих материалов».
«Аккумулятор, созданный с использованием нашего материала, будет заряжаться за считаные секунды — примерно в десять раз быстрее, чем литий-ионный. Мы уже выяснили это в результате экспериментов. Однако на данном этапе он отстает от них на 30–40 % по емкости. Сейчас мы работаем над увеличением этого показателя при сохранении скорости заряда-разряда».
Сейчас ученые оформляют патент на свое изобретение. Его правообладателем станет Санкт-Петербургский государственный университет.

В Институте нефте- и углехимического синтеза Иокутского ГосУниверситета разработаны уникальные классы палладиевых катализаторов двух типов, которые по своим характеристикам в некоторых случаях превосходят мировые стандарты. Этот результат закреплен и подтвержден патентами Российской Федерации и публикациями в рейтинговых научных журналах. Также уже получен фундаментальный, но при этом имеющий и прикладное значение результат — разработан новый метод, значительно упрощающий исследование каталитических процессов.
Катализ превращений углеводородов и квантово-химическое моделирование химических процессов — это одно из приоритетных направлений, развиваемых в Иркутском государственном университете. Достигнутые в этой области результаты позволяют вузу эффективно конкурировать с ведущими мировыми исследовательскими центрами.
Данное направление успешно реализуется на базе двух взаимодействующих друг с другом научных подразделений ИГУ: НИИ нефте- и углехимического синтеза и лаборатории квантовой химии.
Разработки такого же высочайшего класса есть у ученых-химиков ИГУ и в области полимерной химии — это разработка новых подходов к созданию новых полимерных материалов, и прежде всего, азотсодержащих материалов, а также модифицирование природных полимеров. Получение таких материалов — это результат процессов полимеризации, где ключевая роль отводится каталитическим реакциям, исследованием которых занимаются ученые.
В Иркутском государственном университете разработкой и применением методов расчетной химии занимается лаборатория квантовой химии, а также созданная по гранту Минобрнауки России лаборатория квантохимического моделирования молекулярных систем. Выполнение теоретических исследований (расчетов) проводится с использованием парка высокопроизводительных компьютеров (для примера — это вычислительные машины с 40 ядерными процессорами и оперативной памятью до 768 гигабайт).
— Необходимый инструментарий для решения задач, которые ставятся перед современной химической наукой, сейчас уже не ограничивается только экспериментом. Это связано с возникающими как техническими, так и фундаментальными сложностями. Результаты эксперимента иногда просто невозможно объяснить без привлечения теоретических методов исследования. Провести квантовохимическое моделирование возможных маршрутов реакций, оценить предпочтительность того или иного маршрута, а уже затем проводить эксперимент часто оказывается экономически более эффективно. Сейчас это выходит на такой уровень, что нам удается даже предсказать возможные продукты и влияние начальных условий на их состав и соотношение.

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва успешно провели испытания малоразмерного газотурбинного двигателя.
Испытанный образец – это прототип для создания серии двигателей, которые могут работать на экологически чистых видах альтернативного топлива, в том числе с добавлением водорода.
"В Институте двигателей и энергетических установок (ИДЭУ) Самарского университета прошли успешные испытания малоразмерного газотурбинного двигателя, спроектированного и изготовленного научными сотрудниками института. Разработанная здесь перспективная технология проектирования и производства МГТД позволит на основе математического моделирования и оптимизации конструкции и процессов производства деталей двигателя, в том числе благодаря широкому использованию аддитивных технологий, создавать новые малоразмерные газотурбинные двигатели всего за 1,5 года".
"Задача проектирования именно малоразмерного газотурбинного двигателя является очень актуальной и противоречивой, так при уменьшении размеров самого двигателя уменьшаются величины КПД узлов, возрастают потери в проточной части. Поэтому создаваемые математические модели рабочих процессов двигателя должны корректироваться с учетом малоразмерности будущего изделия".
Детали двигателя были изготовлены на 3D-принтере с использованием отечественных металлических порошковых композиций. Для печати были разработаны специальные технологические режимы, учитывающие, как различные типы движения лазерного луча влияют на механические свойства синтезируемого материала.

Ученым лаборатории перспективных технологий Томского научного центра СО РАН удалось создать технологию, позволяющую в едином вакуумном цикле синтезировать поверхностный сплав «никель-алюминий», износостойкость которого почти в три раза выше по сравнению с исходной стальной подложкой.
«Интерметаллическое соединение NiAl является востребованным в разных сферах. Этот материал сочетает в себе свойства керамики и металла, обладает высокой температурой плавления, теплопроводностью, стойкостью к окислению, высокотемпературной коррозионной стойкостью и низкой массовой плотностью. Такой материал может применяться для покрытия деталей, которые эксплуатируются при очень высоких температурах и в агрессивных средах, поэтому к ним предъявляются особые, очень высокие требования относительно их жаропрочности и износостойкости. Например, это турбинные лопатки авиационных двигателей, направляющие лопаток промышленных паровых турбин, тепловыделяющие элементы и системы охлаждения ядерных реакторов».
Исследователи из ТНЦ СО РАН совместно со специалистами Института сильноточной электроники СО РАН предложили качественно новый подход к синтезу покрытий «никель-алюминий» — путем формирования поверхностного сплава. Такой подход позволяет синтезировать даже заданные фазы, то есть получать покрытие с оптимальным набором свойств. Для формирования нужного соединения использовалась электронно-пучковая машина, созданная специалистами ИСЭ СО РАН. Синтез поверхностного NiAl сплава с помощью низкоэнергетического сильноточного электронного пучка микросекундной длительности позволил добиться высоких адгезионных свойств.
Успешному процессу синтеза поверхностного сплава «никель-алюминий» предшествовали работы по моделированию этого процесса с использованием авторских программных комплексов. В настоящее время научный коллектив лаборатории развивает этот метод и для других перспективных материалов — например, сплава «хром-цирконий», который применяется и в ядерной отрасли.

Молодые ученые НИТУ «МИСиС» разработали перовскитные фотопреобразователи на основе наночастиц оксида никеля для автономного питания беспроводной маломощной электроники от комнатного освещения.
Результаты работы опубликованы в международном журнале Solar Energy Materials and Solar Cells.
«В этой работе мы показываем, что перовскитные солнечные элементы могут быть реализованы в инвертированной (перевернутой) конфигурации с использованием NiO в качестве материала для переноса дырок. Для создания модулей на основе NiO мы использовали обычный высокотемпературный (300°C) и низкотемпературный (<100°C) процессы. Плотность мощности 36,5 мкВт/см2 была достигнута для сплошного слоя NiO, в то время как 28,4 мкВт/см2 было получено с ячеек со слоем из наночастиц NiO при стандартной освещенности любого офиса – 400 люкс. Полученной мощности хватит для мелких датчиков и даже для наушников и беспроводной клавиатуры».
По словам разработчиков, помимо разницы в плотности мощности, наночастицы NiO позволили создать первый низкотемпературный неорганический слой, транспортирующий положительные носители заряда для перовскитного солнечного элемента с низким уровнем освещенности, и, как мы показываем, его можно легко масштабировать до 1 см2 без потери производительности.
«Полученный прототип площадью 5 см2 позволил обеспечить энергией беспроводной Bluetooth Low Energy (BLE) датчика, предназначенного для передачи данных о температуре/давлении/влажности в помещении».
Помимо устройств интернета вещей, новые фотомодули можно будет использовать для питания «умных» банковских карт, пультов управления бытовой техникой, компьютерных мышей и клавиатур, маломощной техники типа кухонных весов, а также носимой электроники.
В настоящее время коллектив разработчиков продолжает лабораторные испытания созданных прототипов.

Ученые НИЦ «Курчатовский институт» разработали новый состав суспензий для изготовления керамических изделий с помощью технологии трехмерной печати. Полученные материалы обладают оптимальным сочетанием механических и электропроводящих свойств, что делает их перспективными для изготовления компонентов энергетических и медицинских устройств. Благодаря этому разработка может оказаться востребованной для ряда отраслей промышленности. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of the European Ceramic Society.
В качестве основы для изготовления суспензий ученые выбрали порошок стабилизированного оксида циркония, выпускаемый отечественным производителем. Процесс формирования изделия из жидкой массы осуществлялся с помощью компактного 3D-принтера. Керамическую деталь «выращивали» слой за слоем, придавая ей нужную форму.

Сотрудники химического факультета и факультета наук о материалах МГУ совместно с коллегами из институтов РАН создали пленки на основе оксида ванадия, обладающие рекордными показателями. Совокупность этих преимуществ вместе с дешевизной новой методики синтеза позволяет надеяться на большой прорыв в оптоэлектронике.
Диоксид ванадия – одно из соединений, которое вызывает повышенный интерес в области оптоэлектроники из-за резкого изменения проводимости на 4-5 порядков при температуре, близкой к комнатной (68 градусов Цельсия). Такой переход позволяет создавать сверхбыстрые оптоэлектронные переключатели, управляемые температурой. Также материалы (например, пленки) на основе оксида ванадия используются в «умных окнах», инфракрасных датчиках, биосенсорах и др. Однако характеристики материалов из оксида ванадия напрямую зависят от способа получения. Поэтому одной из главных задач для ученых стал поиск оптимальной и наиболее эффективной методики синтеза пленок на основе оксида ванадия.
Химики и материаловеды МГУ с коллегами из РАН вырастили гидротермальным методом пленки диоксида ванадия с необычной структурой, внешне схожей с ёлочными иголками. Как говорят авторы работы, метод новейший, он использован всего в 11 работах по всему миру, 3 из которых принадлежат авторству данной научной группы.
«Пленки, которые мы получили новым методом, обладают рекордными для данного типа материалов характеристиками, – рассказала доцент факультета наук о материалах МГУ Ольга Бойцова . – К примеру, по чувствительности в терагерцовом диапазоне: при 1.5 ТГц пропускание падает в 8 раз (c 80% до 10%), что очень много для неполимерных материалов. Также рекордным стал острый термоэлектрический переход – при 68 градусах Цельсия величина сопротивления материала уменьшается почти на 6 порядков (в остальных исследованиях удавалось достичь 4 порядков). Сейчас мы пытаемся уменьшить температуру, при которой происходит этот переход, так как 68 градусов – весьма неудобная температура с позиции широкого применения материалов. Кроме того, для нас важно совместить термоэлектрические свойства пленок и их чувствительность к воздействию ИК и терагерцового излучений – это позволит расширить область использования. Материалы с такой комбинацией свойств используются в ИК-датчиках температуры – в них для получения результата прибор “считывает” излучение, испускаемое объектом».

Ученые Института катализа СО РАН исследуют метод получения водорода и этилена из природного газа с помощью нанодисперсного катализатора и лазерного излучения. Сейчас при поддержке Российского научного фонда они создают вычислительную модель метода, которая необходима для масштабирования технологии от лабораторного уровня к опытно-демонстрационному.
Получение водорода и этилена из метана экономически выгодно по сравнению с экспортом природного газа: стоимость получаемых продуктов примерно в 8 раз выше стоимости исходного сырья.
«Мы направляем лазерное излучение в поток метана, где находятся наночастицы катализатора. Они нагреваются под воздействием лазера даже выше чем 1200°C, и на них начинает разлагаться метан. Продукты разложения — радикалы — вылетают в холодный окружающий газ, где формируют этан, этилен и водород. То есть мы создали двухтемпературную среду, где активация происходит в горячей фазе, а синтез — в «холодной», при температуре 600–800°C».