Skip to Content

Свежий номер:

№19(1201)

октябрь 2019



Редакция
Свежий выпуск
Архив
Контакты

Передний край

ЗАБЫВЧИВЫЙ АНТИФЕРРОМАГНЕТИК

Ученые Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН под руководством кандидата физико-математических наук А.Ф. Губкина и доктора физико-математических наук Н.В. Баранова совместно с коллегами из США, Германии и Швейцарии получили яркий фундаментальный результат в области физики магнитных явлений. При помощи серии экспериментов по нейтронному рассеянию, измерению магнитных и электрических свойств они расшифровали сложную магнитную структуру интерметаллида тербия и никеля — перспективного соединения для создания устройств магниторезистивной памяти. Работа была поддержана Российским научным фондом и опубликована в престижном международном журнале Physical Review B. А совсем недавно ученым удалось обнаружить в этом интерметаллиде гигантский магнитокалорический эффект, благодаря чему он может использоваться в технологиях магнитного охлаждения.
Об этих открытиях мы поговорили с зав. лабораторией нейтронных исследований вещества ИФМ УрО РАН кандидатом физико-математических наук Андреем Губкиным.
— Ваш интерметаллид — антиферромагнетик. Что это такое?
— Сначала, наверное, надо рассказать о ферромагнетиках. Способность магнитов притягивать к себе удаленные на расстояние железные предметы очаровывала и привлекала людей с древнейших времен. Но только в начале XX века физики Пьер Вейс и Вернер Гайзенберг нашли объяснение феномену ферромагнетизма — существованию ниже критической температуры (температуры Кюри) магнитооупорядоченного состояния с параллельным расположением магнитных моментов атомов. Вскоре французский физик Луи Неель и наш соотечественник Лев Ландау предположили, что существует принципиально иной класс магнитных материалов со скрытым магнетизмом — антиферромагнетики, которые из-за антипараллельного упорядочения магнитных моментов атомов не обладают свойствами постоянных магнитов. Тем не менее у антиферромагнетиков есть целый ряд физических свойств, в том числе представляющих интерес для практического применения: сверхбыстрая магнитная динамика, гигантский магниторезистивный эффект, спиновый эффект Зеебека и другие. Благодаря этим свойствам с антиферромагнетиками связывают будущее спинтроники — нового раздела физики конденсированного состояния, изучающего свойства материалов, в которых не только электрический заряд, но и спин электрона играют ключевую роль. В частности, антиферромагнетики могут расширить функциональные возможности микроэлектронных устройств, работающих на принципах спинтроники, например, в микросхемах магниторезистивной памяти. 

Год: 
2019
Месяц: 
октябрь
Номер выпуска: 
19
Абсолютный номер: 
1201
Изменено 08.10.2019 - 12:48

ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ ПЛЮС ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Вскоре после XXI Менделеевского съезда, важнейшим вопросом повестки которого было обсуждение проблемы внедрения отечественных технологий на химических производствах страны, произошло знаковое для этой сферы событие. 21 сентября на территории особой экономической зоны «Алабуга» Республики Татарстан «Транснефть» запустила первый в России завод по производству противотурбулентных присадок. Уральские ученые имеют к этому событию самое прямое отношение. Специалисты технологической лаборатории Института органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН несколько лет сотрудничают с предприятиями нефтехимической отрасли. Совместно с НИИ «Транснефть» (Москва) и компанией «Ника-Петротэк», а также с коллегами из Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова они разработали инновационную технологию производства противотурбулентной присадки (см. «Науку Урала», 2018, №13–14).
Противотурбулентные присадки — это специальные реагенты, использование которых снижает турбулентность в пристенной области нефтепровода, в результате чего уменьшается гидравлическое сопротивление, повышается пропускная способность магистральных трубопроводов, а значит, эффективность процесса. Ученые и инженеры разработали оригинальную технологию получения полиолефиновых дисперсий путем каталитической полимеризации альфа-олефинов в полифторорганических средах, которые дают высокий противотурбулентный эффект в транспорте нефти и углеводородов и превосходят лучшие коммерчески доступные аналоги.

Год: 
2019
Месяц: 
октябрь
Номер выпуска: 
19
Абсолютный номер: 
1201
Изменено 08.10.2019 - 12:38

МОДЕЛИ ДОЛГОЛЕТИЯ

Ученые Республики Коми продолжают поиски секретов долгожительства. Для этого они, в частности, проводят эксперименты с плодовыми мухами дрозофилами. Цель — понять, как работают механизмы долголетия и на какие гены нужно воздействовать, чтобы замедлить старение. Заведующий лабораторией геропротекторных и радиопротекторных технологий Института биологии ФИЦ Коми научного центра УрО РАН член-корреспондент Алексей Москалев в беседе с корреспондентом «НУ» рассказал о том, как продлить жизнь мухе, в чем секрет долголетия серого кита и как эти знания могут помочь человеку.
— Алексей Александрович, опыты на дрозофилах вы ведете уже давно…
— Изучением молекулярно-генетических механизмов старения и долгожительства на лабораторной модели плодовой мушки дрозофилы мы с коллегами действительно занимаемся многие годы. И в этом направлении накопились ощутимые результаты. Так, нами установлено, что после малых доз ионизирующего излучения ведущую роль в изменении продолжительности жизни организма играют механизмы апоптоза (программируемой клеточной гибели — прим. ред.), ответа на повреждение ДНК, репарации ДНК, генов фактора теплового шока и белков теплового шока. Эксперименты по созданию трансгенных мушек с повышенной активностью генов репарации ДНК также показали участие упомянутых генов в контроле продолжительности жизни и стрессоустойчивости организма.
В дальнейших исследованиях мы обнаружили, что геропротекторными (защищающими от старения) свойствами обладают ингибиторы, воздействующие на эволюционно консервативные сигнальные пути, то есть на белки, посредством которых внутри клетки передается информация. Увеличение продолжительности жизни, в частности, вызывают ингибиторы ферментов PI3K, TOR-киназы и NF-kB. Так, в нашей работе было показано, что геропротекторные свойства при воздействии на дрожжи, нематоды (разновидность круглых червей) и уже названные дрозофилы проявляет ибупрофен. Дело в том, что его действие, как и других нестероидных противовоспалительных препаратов, сопровождается ингибированием эволюционно консервативного внутриклеточного сигнального пути транспортера аминокислоты триптофана. Ранее группой ученых было установлено, что диета с пониженным содержанием триптофана может увеличить максимальную продолжительность жизни.

Год: 
2019
Месяц: 
сентябрь
Номер выпуска: 
17
Абсолютный номер: 
1199
Изменено 03.09.2019 - 13:07

ХРАНИТЕЛИ МИКРОБНОГО РАЗНООБРАЗИЯ

Коллекция непатогенных и патогенных микроорганизмов (КНПМ) Института клеточного и внутриклеточного симбиоза Оренбургского ФИЦ УрО РАН была юридически оформлена в 2014 году, о чем «НУ» в свое время писала. Однако коллекционная работа началась здесь еще в начале 90-х годов, когда была организована лаборатория персистенции микроорганизмов. На протяжении прошедших десятилетий коллекция интенсивно пополнялась. В отличие от микробных «моноколлекций», например, Региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов (Институт экологии и генетики микроорганизмов Пермского ФИЦ УрО РАН), в оренбургском микробном банке представлены разнообразные культуры — бифидобактерии кишечной микрофлоры человека, нормальная микрофлора женского репродуктивного тракта, условно-патогенные микроорганизмы — возбудители эндогенных инфекций, водные микроорганизмы. Значительная доля коллекции сохраняется и поддерживается в лаборатории микробной экологии и дисбиозов: это микробы, выделенные из организма человека в норме и при различных заболеваниях, штаммы — продуценты бактериоциноподобных веществ (специфических белков, подавляющих жизнедеятельность клеток других штаммов того же вида или родственных видов бактерий), пигментообразующие микроорганизмы и многие другие. Об этом сегменте коллекции и перспективах микробного коллекционирования мы поговорили с куратором КНПМ кандидатом медицинских наук Александром Валышевым.
— Чем любопытны ваши микроорганизмы?
— Представители нормальной микрофлоры — молочнокислые бифидобактерии, лактобациллы, энтерококки — выполняют важнейшую функцию защиты организма от болезнетворных микробов (обеспечивают колонизационную резистентность), разрушают ксенобиотики — чужеродные соединения, обладают иммуномодулирующей активностью. Коллекционировать их необходимо для создания биопрепаратов и тестирования антимикробных соединений.

Год: 
2019
Месяц: 
сентябрь
Номер выпуска: 
17
Абсолютный номер: 
1199
Изменено 03.09.2019 - 13:03

С ЧЕГО НАЧИНАЕТСЯ ЛЕКАРСТВО

Как мы уже сообщали, в рамках масштабного форума МедХим-Россия 2019, прошедшего в июне в Екатеринбурге (см. «НУ» № 12 с.г.), состоялась сателлитная XVI Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием, посвященная разработкам отечественных противоопухолевых препаратов. Она носит имя ее инициатора Анатолия Барышникова (1944–2015), возглавлявшего НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра им. Н.Н. Блохина РАМН (ныне НМИЦ онкологии) и объединяет ученых, занимающихся экспериментальной онкологией. О достижениях уральских химиков-органиков в одном из самых актуальных медицинских направлений мы попросили рассказать зав. лабораторией асимметрического синтеза Института органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН профессора, доктора химических наук Виктора Краснова.
— Уральские ученые работают в этой области давно. В середине пятидесятых годов прошлого века в Институте экспериментальной патологии и терапии рака АМН СССР академик Л.Ф. Ларионов с сотрудниками создали противоопухолевый препарат «сарколизин», а профессор Уральского политехнического института (ныне УрФУ) З.В. Пушкарева вместе с доцентом В.Н. Конюховым разработали технологию его производства и организовали его выпуск на ленинградском заводе «Фармакон». В семидесятые годы в Институте химии УНЦ АН СССР (ныне ИОС им. И.Я. Постовского УрО РАН) под руководством кандидатов химических наук Л.Б. Радиной и Л.В. Алексеевой начались работы по синтезу и исследованию противоопухолевых веществ. Результатом этих работ, которые проводились в тесном контакте со специалистами РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН, стало создание оригинального отечественного противоопухолевого препарата «лизомустин». Он успешно прошел все необходимые доклинические и клинические исследования, было организовано промышленное производство препарата. С 2007 года лизомустин включен в Государственный реестр лекарственных средств и применяется сейчас для лечения меланомы и рака легкого. Создание и внедрение в клиническую практику нового препарата, особенно в такой области, как онкология, — сложная комплексная задача. Достаточно сказать, что за последние 30 лет в онкологическую практику вошли всего лишь два оригинальных препарата, созданных российскими учеными, «лизомустин» — один из них. Его разработка и внедрение — предмет законной гордости нашего коллектива.

Год: 
2019
Месяц: 
август
Номер выпуска: 
15-16
Абсолютный номер: 
1198
Изменено 26.08.2019 - 14:46

ОТ СПИНТРОНИКИ — К СТРЕЙН-МАГНИТООПТИКЕ

Недавно сотрудники отдела наноспинтроники Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН доктор физико-математических наук Ю.П. Сухоруков, кандидат физико-математических наук А.В. Телегин, доктора физико-математических наук Н.Г. Бебенин и А.П. Носов представили значимый фундаментальный результат. Они обнаружили новый механизм магнитооптических эффектов в инфракрасной области спектра, связанный с корреляцией между поглощением света и магнитострикцией в магнитных полупроводниках.
Эти исследования ведутся в многообещающей области спинтроники — стрейнтронике, которая изучает изменение физических свойств материалов за счет механических деформаций, возникающих под действием магнитных и (или) электрических полей. В стрейнтронике исследуются уникальные искусственные структуры с заданными магнитоэлектрическими свойствами, где «механически» связываются электрическое и магнитное состояния материалов. Такие структуры существенно расширяют элементную базу традиционной электроники, например, позволяют создавать компактные СВЧ-резонаторы и фильтры, наноразмерные датчики магнитного поля, ячейки памяти с рекордно низким энергопотреблением, микродвигатели и даже такие экзотические пока элементы нейронных сетей, как мемристоры и мемтрансторы. 
Но прежде чем говорить о полученном учеными результате, стоит сделать небольшое отступление о природе света и основных этапах исследования. Вот что сказал ведущий научный сотрудник Андрей Телегин (на фото):
— Пионерские работы о природе света И. Ньютона и Х. Гюйгенса появились в XVII — начале XVIII века.Основы современной теории электромагнитной природы света были заложены Д. Максвеллом в XIX веке. То, как мы видим окружающий мир, определяется обычно двумя основными параметрами — яркостью и цветом излучения. Свет может быть видимым (оптический диапазон с длиной волны 380–680 нм) и невидимым (например, инфракрасная область спектра — длина волны больше 700 нм и ультрафиолетовая — длина волны менее 350 нм). Различаемый глазом цвет связан с длиной волны электромагнитного излучения, отраженного или прошедшего через среду, и определяется строением и составом вещества. В начале XIX века Э. Малюс открыл явление поляризации света — упорядоченное колебание светового вектора в каком-то выделенном направлении. В окружающем нас мире свет обычно является деполяризованным или частично поляризованным (есть выделенное направление колебаний вектора напряженности электрического поля). Зрение человека нечувствительно к поляризации, однако ее можно определить с помощью специальных устройств. 

Год: 
2019
Месяц: 
июнь
Номер выпуска: 
11
Абсолютный номер: 
1195
Изменено 10.06.2019 - 13:00

ЭКОНОТРОНИКА ДЛЯ SMARTСITY

Понятие smartсity, «умный город», довольно давно на слуху, оно постоянно фигурирует в прессе, научных дискуссиях. Но как это должно выглядеть конкретно, в приложении к определенному мегаполису, географической местности, стране, понимают далеко не все, включая городские власти и ученых. В прошлом году Российский университет дружбы народов и Институт экономики Уральского отделения РАН выиграли совместный междисциплинарный грант РФФИ под изучение механизма влияния новых технологий, в частности 5G (так называется пятое поколение мобильной связи, которое придет на смену существующим сейчас 3G и 4G), на городскую среду и качество жизни городских сообществ. О том, как идет работа, а также о ее фундаментальных основах мы поговорили с членом-корреспондентом РАН, руководителем Центра экономической теории ИЭ УрО РАН, самым цитируемым российским экономистом за пределами Москвы и Санкт-Петербурга (индекс Хирша 31) Евгением Поповым.
— Евгений Васильевич, почему РУДН делит этот грант именно с Екатеринбургом?
— Потому что для этого есть все основания. Работа выполняется тремя группами на стыке трех отраслей знаний — математики, экономики и социологии, две — из Университета дружбы народов. Координирует их директор Института прикладной математики и телекоммуникаций РУДН, ученый с международным именем, доктор технических наук Константин Самуйлов. Раздел нашей группы — экономика, точнее, эконотроника, или институциональная экономика цифрового общества. Мы моделируем влияние современных экономических институтов, то есть инструментов и правил, обеспечивающих их выполнение, на жизнь больших городов и пытаемся определить его «цену». Примеры Екатеринбурга, одного из самых продвинутых мегаполисов России, и тем более Москвы (в рейтинге «умных городов» пятое место в мире, а по уровню доступности услуг в статистике ЮНЕСКО — первое) для этого более чем подходят. К тому же у нас подобные исследования ведутся давно и в тесной связке с Уральским федеральным университетом, где создана совместная с ИЭ лаборатория экономики цифрового общества под научным руководством первого проректора, кандидата технических и доктора экономических наук Сергея Кортова. Кроме того, в нашем институте действует проблемный совет по этой тематике, куда стекается соответствующая информация от вузов, бизнеса, региональной власти. Так что грант лег, что называется, на благодатную почву.

Год: 
2019
Месяц: 
май
Номер выпуска: 
9-10
Абсолютный номер: 
1194
Изменено 21.05.2019 - 14:29

ВЗГЛЯД ИЗ КОСМОСА

Сегодня для бесперебойного функционирования большинства отраслей экономики необходим постоянный мониторинг природных и антропогенных ландшафтов на основе данных дистанционного зондирования Земли. Созданием программного обеспечения обработки космических снимков активно занимаются сотрудники отделов прикладных проблем управления и системного обеспечения Института математики и механики УрО РАН. В конце прошлого года Виктор Костоусов, Федор Корнилов и Александра Дунаева получили премию Губернатора Свердловской области за разработку алгоритмических и программных средств обработки космических изображений земной поверхности с использованием высокопроизводительных суперкомпьютерных технологий. Мы поговорили об этом проекте с зав. отделом прикладных проблем управления ИММ УрО РАН кандидатом физико-математических наук Виктором Борисовичем Костоусовым.
— Какие именно задачи помогает решить обработка данных дистанционного зондирования Земли?
— Получать детальную и регулярно обновляемую информацию о развитии инфраструктуры городских агломераций и других населенных пунктов, отслеживать состояние сельскохозяйственных земель и лесных массивов, обнаруживать незаконные вырубки и выявлять опасные экологические явления, оценивать масштаб стихийных бедствий — все это возможно благодаря обработке данных аэро- и космической съемки. Аэросъемка имеет намного более высокие разрешение и уровень перекрытия по сравнению с космической, но требует значительно больших затрат времени и средств, кроме того использовать летательные аппараты получается не всегда. Преимущества космической съемки — широкий пространственный охват, возможность проводить регулярные наблюдения за интересующей территорией, малое время обработки данных. Со спутников поступают снимки различного разрешения и спектрального состава. Например, для сельскохозяйственного и экологического мониторинга незаменима информация из инфракрасной, невидимой человеческим глазом, части электромагнитного спектра. Космические снимки служат источником еще одного ценного типа данных: поля высот строений и рельефа местности. Для решения задач картографии и кадастрового учета, оценки темпов жилого и промышленного строительства, обнаружения карстовых явлений необходимы трехмерные модели поверхности, которые сегодня строятся методами наземных измерений и требуют значительного времени и ресурсов. Без информации, полученной благодаря космической съемке, невозможна также безопасная навигация беспилотных летательных аппаратов.

Год: 
2019
Месяц: 
май
Номер выпуска: 
9-10
Абсолютный номер: 
1194
Изменено 21.05.2019 - 14:15

КЛЕИ ДЛЯ АРКТИКИ

Ученые Института технической химии УрО РАН — филиала Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН — разрабатывают клеи промышленного назначения, которые могут эксплуатироваться в условиях Арктики, обладают водо- и морозостойкостью, устойчивостью к повышенным нагрузкам. Ноу-хау в том, что получаемые образцы клеевых композиций сочетают преимущества полиуретанов и эпоксидных смол. Исследование проводится в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы». Подробнее о ходе работ корреспондент «НУ» поговорил с руководителем проекта, директором института доктором технических наук Владимиром Стрельниковым.
— Владимир Николаевич, как вы с коллегами вышли на это направление исследований?
— Одно из направлений нашего института — полимерное материаловедение, в том числе разработка и исследование полимерных композиций, получаемых по олигомерной технологии, т.е. с использованием промежуточных полупродуктов с невысокой молекулярной массой. Этим мы занимаемся практически с первых дней существования ИТХ. 
Современные клеи и герметики находят широкое применение в самых разных областях и используются, в частности, в строительстве, упаковке, производстве мебели и автомобилей, текстильной и авиапромышленности и т.д. Они применяются для обработки поверхности деталей, собираемых в единую конструкцию с помощью клеевых или адгезионных соединений. В зависимости от требований, которые предъявляются к материалу клея, он может изготавливаться как на основе неорганических связующих, например, жидкого стекла, так и органических. К последним относится подавляющее большинство используемых в настоящее время клеев.

Год: 
2019
Месяц: 
март
Номер выпуска: 
4
Абсолютный номер: 
1190
Изменено 12.03.2019 - 11:18

ЭФФЕКТ ПРОРЫВА

13–15 февраля в Екатеринбурге на площадках Уральского федерального университета им. первого президента России Б.Н. Ельцина и Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН состоялся научный семинар «Разработка технологий и оборудования для пирохимической переработки ОЯТ реакторов на быстрых нейтронах». В его работе приняли участие более 100 делегатов из научно-исследовательских организаций, высших учебных заведений и предприятий госкорпорации «Росатом», в том числе АО «ТВЭЛ», АО «Наука и инновации», АО «Прорыв», Сибирский химический комбинат, НИИ атомных реакторов, РФЯЦ – ВНИИТФ им. академика Е.И. Забабахина, Институт реакторных материалов, ВНИИ химической технологии, Радиевый институт им. В.Г. Хлопина, ООО НПФ «Сосны», ЗАО «СПЕКС», Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, АО «Диаконт», ЦНИИ робототехники и технической кибернетики, МГУ имени М.В. Ломоносова, ФБУ «НТЦ ЯРБ», ООО «ГТК Синтез», АО «Уральские Инновационные технологии», ООО «ЭлектроХимГенерация».
Технология пирохимической переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) создается в рамках масштабного проекта Росатома «Прорыв». Проект предполагает эффективную утилизацию ОЯТ на базе замкнутого ядерного топливного цикла и ориентирован на создание новой экологически чистой, безопасной и экономичной энергетики.
Участников семинара приветствовали главный технолог проектного направления «Прорыв» Юрий Мочалов и научный руководитель проекта по разработке пирохимической технологии переработки ОЯТ АО «Прорыв» Юрий Зайков. Итоги работы по пирохимическому направлению за 2018 г. подвел главный технолог проекта по созданию пирохимической технологии переработки ОЯТ АО «Прорыв» Вадим Ковров. На семинаре было заслушано 32 доклада по этой проблематике. 

Год: 
2019
Месяц: 
март
Номер выпуска: 
4
Абсолютный номер: 
1190
Изменено 12.03.2019 - 11:16
RSS-материал


2012 © Российская академия наук Уральское отделение
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
makarov@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47