Как известно, математика — самая фундаментальная из всех наук, ее практические приложения отдалены во времени. Однако бывают случаи, когда математические разработки приносят вполне осязаемый результат.
Ведущий научный сотрудник отдела прикладных задач Института математики и механики им. Н.Н. Красовского УрО РАН доктор физико-математических наук Михаил Филимонов и старший научный сотрудник того же отдела кандидат физико-математических наук Наталия Ваганова в сотрудничестве со специалистами Научного центра изучения Арктики (Салехард) разработали новые модели и компьютерные программы, описывающие распространение нестационарных тепловых полей в многофазных средах. Речь идет прежде всего о мерзлых грунтах со сложной литологией и учете особенностей конструкций свайных фундаментов зданий в северных городах. Свои результаты уральские специалисты опубликовали в международном журнале Land. Об актуальности этой работы рассказал Михаил Филимонов:
— Вечная мерзлота занимает более 60 % территории России (более 10 млн км²). Однако в результате изменения климата и усиления антропогенного воздействия на окружающую среду ее границы меняются. В северных районах большинство жилых зданий и инженерных сооружений имеют свайные фундаменты и рассчитаны на то, чтобы поддерживалось мерзлое состояние грунтов. Деградация вечной мерзлоты из-за потепления климата или различных техногенных факторов (например, подземных источников тепла) будет сопровождаться проседанием земной поверхности и снижением несущей способности грунта. Это в свою очередь может привести к авариям — от разрушения скважин на нефтяных и газовых месторождениях до обрушения жилых домов. Прогнозировать и предотвращать такие катастрофические последствия помогает геотехнический мониторинг, включающий измерения температуры в грунте вокруг свайного фундамента капитального строения и анализ динамики ее изменений.
Нынешним летом на полях выставки «Иннопром-2022» было подписано соглашение о создании научно-промышленного кластера двойного назначения по транспортному машиностроению. Задача новорожденного «союза компьютера и станка» — упростить и ускорить производство продукции от лаборатории до серийного производства.
Среди учредителей кластера, кроме оборонщиков и машиностроителей — Уральский федеральный университет и Уральское отделение Российской академии наук (УрО РАН). Импортозамещением уральские ученые занимаются давно и весьма эффективно. Об этом корреспондент агентства «Уралинформбюро» поговорил с главным ученым секретарем УрО РАН, членом-корреспондентом Российской академии наук Алексеем Макаровым (на фото). Предлагаем фрагмент этого интервью.
— Алексей Викторович, научная сфера в России одна из самых закрытых. Многие разработки проходят под грифом «секретно», а те, что лежат в открытом доступе, понятны лишь профессионалам. Каким образом эти открытия и изобретения помогут импортозамещению?
— Начнем с того, что термин «импортозамещение» уже уходит на второй план, сейчас речь идет о технологическом суверенитете. Под импортозамещением часто понимают замену эффективной зарубежной технологии на более простую отечественную, но с более низкими производственными показателями. А вот если мы выходим на полное восстановление характеристик, которые были присущи импортному прототипу, и создаем его полный аналог собственными силами — это уже технологический суверенитет. Сейчас стоит задача не просто «как-то чего-то заместить» или закупить на азиатском рынке, а создать условия для генерации и реализации современных технологий по всей линейке, от научно-исследовательских (НИР) и опытно-конструкторских (НИОКР) работ до реализации на производстве с использованием современных материалов и технологий.
На Донском горно-обогатительном комбинате, филиале АО ТНК «Казхром» в Хромтау воплощается в жизнь стратегически важный для Казахстана проект по разработке месторождения хромитов, составляющего треть мировых запасов хрома. При строительстве вертикальных шахтных стволов возникли опасные геомеханические процессы, которые препятствуют освоению уникального месторождения, залегающего в сложных горно-геологических условиях на больших глубинах. За помощью казахские коллеги обратились к уральским ученым, с которыми их связывает многолетнее сотрудничество.
Почти 40 лет специалисты Института горного дела УрО РАН проводят регулярный мониторинг напряженно-деформированного состояния крепей и вмещающего породного массива в процессе строительства и эксплуатации вертикальных стволов шахт. Лаборатория геомеханики подземных сооружений ИГД ведет комплексные исследования, направленные на прогноз геомеханической ситуации, изменяющейся в областях влияния очистных горных работ при подземной разработке хромитовых месторождений.
На этот раз командировка уральских ученых в Хромтау затянулась почти на месяц. Сотрудники института провели геомеханические исследования на шахтах Донского ГОКа, чтобы решить проблему устойчивости горных выработок Кемперсайских хромитовых месторождений. По мере усложнения горно-геологических и горнотехнических условий разрабатывались необходимые технические решения по совершенствованию процессов проходки и крепления выработок большого сечения, сопряжений и других ключевых участков объектов недропользования. Результаты исследований легли в основу разработки технологических схем проходки в тектонически напряженных низкопрочных массивах скальных горных пород на больших глубинах.
Еще в 2017 году специалисты Научного центра изучения Арктики и Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН установили спутниковый GPS-ошейник на северного оленя в одном из оленеводческих хозяйств Ярсалинской тундры. В ходе исследований были получены данные о суточной активности животных на смежных пастбищах и степени истощения кормовых ресурсов. А сейчас ученые передали в безвозмездное пользование оленеводам семейно-родовой общины коренных малочисленных народов Севера «Сядэй-Яхинская» в Тазовском районе два радиомаяка спутниковой системы «Argos», предоставленных российской компанией-производителем. Ученые ожидают, что спутниковые технологии станут одним из базовых инструментов для планирования, мониторинга и контроля выпаса северных оленей.
— Наблюдения проводятся в хозяйстве, перешедшем на изгородный характер выпаса. С помощью радиомаяков фиксируются время и координаты местоположения животных, их суточные или сезонные перемещения, анализируются нагрузки на пастбища, выделяются доминирующие ландшафты и растительные сообщества, выбираемые оленями в пределах разных сезонов выпаса, — прокомментировал кандидат биологических наук Владимир Елсаков, ведущий научный сотрудник Института биологии Коми НЦ УрО РАН.
Практическую помощь от использования спутниковой системы в хозяйстве ощутили сразу. Каждые два часа данные о местонахождении животных в изгороди поступают председателю общины Степану Вануйто в личный кабинет на сайте спутниковой системы.
5–7 октября в Екатеринбурге (МВЦ «Екатеринбург-Экспо») Институт горного дела Уро РАН совместно с Уральским государственным горным университетом и компанией ЭкспоГрад провели IX Уральский горнопромышленный форум и XIII специализированную выставку технологий, оборудования и спецтехники «Горное дело/Ural MINING’21» приуроченные к Году науки и технологий в Российской федерации и 30-летнию Горнопромышленной ассоциации Урала.
Основные цели форума — решение задач по определению приоритетов горно-металлургического и машиностроительного комплексов, содействие разработке стратегии развития добывающей отрасли в сложившихся экономических условиях путем консолидации усилий академических, отраслевых институтов, вузовской науки, проектных организаций и промышленных предприятий. В работе над проектом задействованы профильные ассоциации и союзы, привлечены ведущие специалисты.
Научно-конгрессную часть мероприятия обеспечили институты Уральского отделения РАН: горного дела, геофизики, геологии и геохимии, а также Уральский государственный горный университет. Были проведены пять научно-технических и научно-практических конференций: «Технология и безопасность буровзрывных работ на открытых и подземных разработках Урала», «Проблемы геотехники и горного машиностроения», «Геомеханика в горном деле», «ГеоЭкоТех», «Рудная геология, геофизика, инженерная геология и гидрогеология», а также круглый стол «Инновационные технологии обогащения минерального и техногенного сырья», семинары, демонстрационные сессии научно-технических и технологических проектов, деловые встречи и презентации экспонентов.
В начале нынешнего года один из проектов Института химии твердого тела УрО РАН прошел конкурсный отбор и был включен в список для реализации в рамках Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» (УМНОЦ). Проект направлен на разработку и внедрение усовершенствованной промышленной технологии производства монолитных заготовок из субмикронного твердого сплава на основе карбида вольфрама и кобальта, обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками по сравнению с существующими аналогами, и будет выполняться сотрудниками ИХТТ УрО РАН совместно с Кировградским заводом твердых сплавов — крупнейшим отечественным предприятием в своей отрасли. Об этом мы побеседовали с руководителем проекта от ИХТТ УрО РАН, заведующим лабораторией нестехиометрических соединений, кандидатом физико-математических наук Алексеем Курловым — специалистом в области получения и исследования карбидных нанопорошков, а также твердых сплавов и керамики на их основе, соавтором монографии по этой тематике, вышедшей в издательстве «Шпрингер» (2013).
— Ваш проект ориентирован непосредственно на внедрение в производство. Где используются твердые сплавы?
— Из твердых сплавов изготавливают металлорежущий инструмент, они составляют 50% мирового рынка инструментальных материалов (для сравнения: высокоскоростные стали — 45%, керамика — около 4%, поликристаллический алмаз и кубический нитрид бора — 1%). Применяется такой инструмент во многих отраслях промышленности, например, для металлообработки, для бурения скважин, горнопроходческих работ и снятия дорожных покрытий, в качестве износостойких частей в волочильных и штамповочных станках и т.д.
Сегодня в мире наиболее распространенными и востребованными из сплавов системы карбид вольфрама — кобальт становятся, прежде всего, субмикронные сорта. По сравнению с микрокристаллическими они обладают повышенными твердостью, прочностью, ударной вязкостью, трещиностойкостью и отвечают тенденции к миниатюризации устройств. Сегодня на рынке практически нет отечественного конкурентного металлорежущего инструмента из субмикронного твердого сплава, а тот, что имеется, либо сделан из импортного сырья и полуфабрикатов, либо уступает по качеству ведущим зарубежным аналогам.
Государственный реестр селекционных достижений РФ пополнился в 2021 году новым сортом черной смородины «Пилот» селекции Свердловской селекционной станции садоводства, входящей в состав Уральского федерального аграрного научно-исследовательского центра УрО РАН.
Его главная отличительная особенность — засухоустойчивость. Растение не только хорошо переносит последствия почвенной и воздушной засухи, но и дает ягоды, которые не мельчают от жары. Кроме того, плоды содержат повышенное содержание витамина С — 320 мг% (среднестатистический показатель — 200).
— Новый сорт «Пилот» произошел от московского сорта «Валовая». Работа по его выведению началась в 1994 году, от посева семян от свободного опыления. При первом же плодоношении в 1998 году сеянец был отобран в элитные. В Государственное сортоиспытание сорт был передан в 2008 году. Испытание проведено по комплексу хозяйственно-полезных признаков. Новый сорт смородины среднего срока созревания, устойчив к мучнистой росе и почковому клещу, крупноплодный (размер ягоды до 4 граммов), с кожицей средней толщины и кисло-сладким вкусом плодов. Содержание сахара 8,4 %, кислоты 2,9 %. Он универсален, может потребляться как в свежем, так и в переработанном виде, — говорит Елена Михайловна Чеботок, старший научный сотрудник Свердловской селекционной станции садоводства, соавтор сорта черной смородины «Пилот».
Сортоиспытания госкомиссией длились 13 лет, с 2008 года. Эксперты проверяли культуру по всем заявленным признакам: созревание, урожайность, устойчивость к заболеваниям, размер и вкус плодов и многие другие. В целях производственной апробации новый сорт смородины «Пилот» выращивали и изучали в разных почвенно-климатических зонах: на Среднем и Южном Урале, на Алтае.
Помимо засухоустойчивости новый сорт отличается зимостойкостью, крупноплодностью и урожайностью — в Свердловской области сбор ягод достигал 180 ц/га.
В чрезвычайных обстоятельствах нередко выясняется, что в «запасниках» академических институтов есть немало разработок, которые, будь они востребованы, очень бы пригодились человечеству, а может быть помогли решить общепланетарные проблемы. Нынешняя пандемия коронавируса — не исключение. Так, сотрудники лаборатории неорганического синтеза Института химии твердого тела УрО РАН доктор химических наук Г.С. Захарова, кандидаты наук Н.В. Подвальная и А.Н. Еняшин разработали новый способ пропитки тканей серебром. Такие материалы обладают ярко выраженными дезинфицирующими и антибактериальными свойствами, сохраняющимися после интенсивного механического воздействия и многократных стирок с моющими средствами. Они могут применяться при изготовлении армейского обмундирования, спортивной и детской одежды, туристической экипировки, а сегодня — для изготовления защитных масок.
Вот что рассказала нашему корреспонденту об этой работе главный научный сотрудник лаборатории неорганического синтеза ИХТТ доктор химических наук Галина Захарова:
— Вообще мы занимаемся низкотемпературным синтезом сложных оксидов переходных металлов, таких как ванадий, титан, молибден, которые используются в качестве материала для газовых сенсоров, анодов и катодов литиевых источников тока, определения концентрации ионов металла в растворах. Кстати, по этим направлениям благодаря федеральной целевой программе Минообрнауки мы уже 16 лет сотрудничаем с коллегами из Технологического университета Уханя, где началась эпидемия коронавируса.
Недавно вице-президент, руководитель секции медико-биологических наук РАН академик Владимир Чехонин сообщил РИА Новости о ряде лекарственных препаратов, которые в потенциале могут использоваться для лечения вызванного новым коронавирусом заболевания COVID-19. Два из них разработаны и совершенствуются в Институте органического синтеза УрО РАН (Екатеринбург).
Один — известный нашим читателям препарат прямого действия «триазавирин», убивает непосредственно возбудителя инфекции, блокируя синтез вирусной РНК. Напомним, что благодаря тесной кооперации ученых УрО РАН, Уральского федерального университета и промышленников выпускается он также на Урале, на заводе «Медсинтез» (г. Новоуральск Свердловской области), где создана высокотехнологичная производственная линия полного цикла. В аптеки лекарство поступило в 2014 году и уже зарекомендовало себя как эффективное средство против многих разновидностей гриппа и ОРВИ. В настоящее время «Медсинтез» увеличил производство препарата с трех до семи тысяч упаковок (в каждой — 20 капсул) в сутки. В феврале 90 килограммов лекарства отправлено в Поднебесную, чтобы китайская сторона проверила его действие на новый коронавирус. Результаты ожидаются к концу мая. Сегодня речь идет о создании ингаляционной формы препарата, предназначенной для лечения респиратороных вирусных инфекций. Как рассказал нашему корреспонденту директор Института органического синтеза, председатель УрО РАН академик Валерий Чарушин, в прошлом году триазавирином заинтересовались специалисты Института химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН, и теперь практически доказана принципиальная возможность доставки лекарства в организм ингаляторным способом. Однако, подчеркнул ученый, пока такая лекарственная форма не зарегистрирована, и, чтобы довести ее до пациентов, предстоит большая работа, успех которой зависит от многих факторов.
В середине марта на одном из флагманов своей отрасли в России и странах СНГ Магнитогорском металлургическом комбинате (ММК) побывал большой десант ученых Уральского отделения РАН во главе с председателем академиком Валерием Чарушиным. Как напомнил начальник научно-технического центра ПАО «ММК» Андрей Кортунов, идея проведения форума производственников и представителей фундаментальной науки в Магнитогорске родилась летом прошлого года на международной промышленной выставке ИННОПРОМ в Екатеринбурге, где прошел совместный круглый стол. Участников встречи приветствовали глава Уральского территориального управления Министерства науки и высшего образования РФ Игорь Манжуров и министр образования и науки Челябинской области Александр Кузнецов.
Конференция проходила в актовом зале центральной лаборатории контроля после встречи гостей с руководством комбината и впечатляющей экскурсии по производственным площадям ММК. В докладах сотрудников институтов металлургии, физики металлов, математики и механики, других подразделений УрО РАН были представлены современные научные разработки, направленные на повышение эффективности металлургических процессов от доменного производства до выплавки стали и различных режимов прокатки. Рассмотрены не только традиционные «металлургические» вопросы, но и проблемы использования в современной металлургии новейших цифровых технологий, методы моделирования и оптимизации технологических процессов с использованием нейронных сетей и машинного обучения, то есть все то, что относится к концепции «Индустрия 4.0».
Нынешняя осень для уральских химиков-органиков стала на редкость урожайной на практические результаты. Как мы уже сообщали, в сентябре в Татарстане запущен первый в России завод по производству противотурбулентных присадок для нефтепроводов — яркий пример эффективного импортозамещения, технологию которого совместно с коллегами разработана в Институте органического синтеза УрО РАН (см. «НУ», № 19 с.г.). А недавно научный руководитель ИОС академик О.Н. Чупахин, директор ИОС академик В.Н. Чарушин и зав. кафедрой органической и молекулярной химии Уральского федерального университета член-корреспондент В.Л. Русинов посетили завод «Медсинтез» в городе Новоуральске, где воочию убедились: производственный цикл созданного ими противовирусного препарата «Триазавирин» полностью отлажен. И это образец реальной связи фундаментальной науки и производства, важная веха в развитии отечественной фармацевтической промышленности.
Напомним, что триазавирин, о тернистом пути которого к аптечному прилавку «НУ» неоднократно писала, — продукт уральской школы медицинской химии, основанной академиком И.Я. Постовским (1898—1980). Это оригинальный препарат так называемого азолоазинового ряда, на создание которого, его испытания специалистам ИОС, УрФУ (бывшего УГТУ–УПИ) и их партнерам потребовалось почти три десятилетия. Завод «Медсинтез», ориентированный на импортозамещение, получил регистрационное свидетельство на выпуск триазавирина в 2014 году. Постепенно выяснилось, что лекарство, рекомендованное для лечения гриппа, имеет гораздо более широкий спектр действия. Сегодня врачи уже успешно применяют его при ОРВИ, клещевом энцефалите и других заболеваниях. То есть практически доказано, что по эффективности инновационный препарат не просто не уступает зарубежным аналогам, например, распространенному тамифлю, но часто превосходит их, будучи существенно дешевле. Настоящий прорывом стало и производство триазавирина. Вот как объяснил его смысл академик Чупахин: «Большинство наших фармацевтических предприятий производят готовые лекарственные формы. Но готовое лекарство — это не только действующее начало, которое в нем содержится. В любой таблетке, капсуле содержание того, что действует, скажем, на головную боль — лишь половина, хотя и самая существенная. Остальное — наполнители, облатка, упаковка в блистеры (пластиковые футляры) и коробки. Главное же — действующая суть препарата, в профессиональной среде именуемая субстанцией — заказывается или покупается, причем чаще всего основа поступает из-за границы. Субстанция же триазавирина изначально синтезируется на заводе, причем субстанция абсолютно новая, не имеющая аналогов в мире, придуманная, разработанная и воплощенная в конкретную технологию на Урале».
Аппарат под названием «гидростат» был создан в Институте физики металлов УрО РАН (тогда УНЦ АН СССР) в 1970-е годы и предназначался для обработки различных порошковых материалов жидкостью высокого давления. Для своего времени он был передовым: в рабочем пространстве объемом около 5 литров создавалось давление в 250 МПа (около 2500 атмосфер). Гидростат полностью удовлетворял потребности бурно развивавшегося тогда нового направления — порошковой металлургии и использовался для компактирования образцов из различных металлических порошков и гранул, чтобы повысить их плотность перед спеканием. Гидростат с успехом демонстрировался на различных, в том числе международных, выставках. После одной из них польская фирма «Унитра» купила у ИФМ эту установку, а на выставке в Лейпциге (Германия) конструкция гидростата была отмечена Золотой медалью.
Сейчас гидростаты активно используются в лаборатории прочности ИФМ УрО РАН. К примеру, совместно с коллегами из Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН проведены эксперименты по формированию «пробирки» из высокотвердых нанопорошков на основе лития с различными добавками — прообраза литий-ионного аккумулятора следующего поколения, разработана методика компактирования циркониевой керамики для Института электрофизики, а для Кировградского завода твердых сплавов проведены эксперименты по прессованию изделий из высокотвердых порошков на основе вольфрама и кобальта.
Однако ученых не оставляло ощущение, что их технологии могут быть полезными где-то еще, в тех областях, о которых металловеды и не подозревают. И они нашлись. Как это произошло, рассказал зав. лабораторией прочности ИФМ доктор технических наук Алексей Юрьевич Волков.
— Однажды на остановке «Академическая» я наблюдал, как водитель троллейбуса, забравшись на крышу, выбивал графитовые контакты, чтобы заменить их новыми. Внизу валялись разбившиеся при ударе графитовые щетки, в теле которых были хорошо видны различные дефекты: мелкие пузырьки и трещины. Мы предложили руководству трамвайно-троллейбусного управленияг.Екатеринбурга провести эксперимент по дополнительной барообработке таких щеток. Выяснилось, что низкий ресурс графитовых щеток приводит к их огромному расходу в городском троллейбусном парке, насчитывающем 250 машин, поэтому даже незначительное повышение ресурса щеток могло бы значительно облегчить эксплуатацию троллейбусов и, возможно, снизить расходы на их содержание. Мы обработали несколько пар графитовых токосъемников высоким гидростатическим давлением, а представители ТТУ показали себя настоящими экспериментаторами. Для оценки ресурса щеток был выбран кольцевой маршрут № 8 на Уралмаше. Для чистоты эксперимента следом за троллейбусом с экспериментальными токосъемниками шел троллейбус с обычными.После каждого круга щетки (и экспериментальная и контрольная) снимались и обмерялись. Выяснилось, что в результате обработки высоким давлением ресурс щеток увеличился с 260 до 1360 км, т.е. более чем в 5 раз. После получения такого результата руководство ТТУ неоднократно обсуждало с нами различные варианты внедрения барообработки графитовых контактов на площадях ИФМ или ТТУ. Однако, по нашему мнению, задача науки — выявить проблему и найти путь ее решения. В данном случае мы показали, что завод — производитель щеток выпускает продукцию чрезвычайно низкого качества.
В Институте биологии Коми НЦ разработан новый подход к определению следов замещенных фенолов и анилинов в водных средах. Новые методики были применены в частности для выявления механизмов образования фенольных соединений в природных и питьевых водах. Об этих исследованиях мы поговорили с ведущим научным сотрудником экоаналитической лаборатории ИБ Коми НЦ УрО РАН доктором химических наук Иваном Владимировичем Груздевым.
— Как фенолы, анилины и их производные попадают в воду?
— Эти вещества, как правило, присутствуют в стоках предприятий деревообрабатывающей и фармацевтической промышленности, органического синтеза и нефтехимии, где они применяются в качестве основных и промежуточных компонентов или являются побочными продуктами производства. Их контакт с хлором в любых технологических процессах ведет к образованию еще более токсичных хлорсодержащих продуктов. Хлорзамещенные фенолы и анилины образуются и при дезинфекции питьевой воды различными хлорирующими агентами. В естественных условиях соединения этих классов продуцируются при деструкции органического вещества почвы, а также широко применяемых антисептиков и пестицидов, таких как хлоргексидин, триклозан, линурон, аминокарб и др.
Как известно, в 1990-е гг. в России была разрушена отраслевая наука — важнейшее звено в цепочке «фундаментальное знание — производство», и связь эта по-настоящему не восстановилась до сих пор, хотя в последнее время производственники все чаще обращаются к академическим ученым за перспективными разработками. Однако результаты в компьютере или в колбе предприятиям не нужны, их интересуют прежде всего технологии получения конкретного продукта. Ясно, что отраслевую науку в прежнем виде не возродить, да и академический институт не может превратиться в отраслевой. По-прежнему необходима посредническая структура, которая позволит довести фундаментальную разработку до опытно-промышленного уровня. В Институте органического синтеза имени И.Я. Постовского УрО РАН такой структурой стала технологическая группа, созданная в 2007г., а в 2016 преобразованная в технологическую лабораторию.
В свое время стимулом к организации в ИОС технологического звена послужила необходимость подготовить для доклинических и клинических испытаний определенное количество субстанции, на основе которой создавались лекарственные препараты «Лизомустин» и «Триазавирин» в рамках выполнения госпрограммы «Живые системы». В институте на тот момент был накоплен богатейший опыт синтеза биологически активных веществ, но одно дело — синтезировать потенциально полезное соединение, другое — изготовить лекарственную субстанцию. Это отдельный процесс, требующий специальных технологий. Вот тогда для их разработки в составе лаборатории гетероциклических соединений была создана группа во главе с кандидатом технических наук Г.А. Артемьевым. Выпускник УГТУ-УПИ (ныне УрФУ), Григорий Андреевич специализировался в области биотехнологий и до прихода в институт поработал на производстве — в Центре военно-технических проблем бактериологической защиты НИИ микробиологии Минобороны РФ, в компании «Уралбиофарм» и на других предприятиях. Технологической группе выделили здание, где были обустроены чистые помещения, закуплено гибко перестраиваемое технологическое оборудование швейцарской фирмы «Buchi-Glass-Chemie». Именно там изготавливались опытные партии «Лизомустина», «Левофлоксацина», а также «Триазавирина», разработка которого была отмечена в 2016 г. престижной международной премией Prix Gallien Russia как лучшее исследование в России в области фармацевтики (О.Н. Чупахин, В.Н. Чарушин и В.Л. Русинов).
Известно, что одна из главных проблем отечественной науки — слабая востребованность ее результатов реальным сектором экономики. Поэтому интересен каждый пример успешной кооперации ученых и производственников. Вот один из таких примеров. Некоторое время назад в Институте химии твердого тела УрО РАН совместно с московской компанией «ИнЭнерджи» создана лаборатория по исследованию и разработке новых материалов для химических источников тока. Потребность в них будет только увеличиваться с учетом растающей популярности электромобилей, развития робототехники и необходимости перехода к ресурсосберегающей энергетике. Интерес к работе уральских химиков проявило и государство: исследования недавно получили поддержку Российского научного фонда. Подробнее о границах применения литий-ионных аккумуляторов и о том, как удалось наладить взаимодействие с бизнесом, корреспонденту «НУ» рассказала руководитель лаборатории доктор химических наук Ольга Бушкова.
— Материалами для химических источников тока, в частности, литиевых, наша группа занимается уже почти 25 лет. Напомню, что литий-ионный аккумулятор (Li-Ion) на сегодня — один из самых энергоемких источников тока. Такие аккумуляторы можно встретить везде: в ноутбуках, телефонах и другой электронике. И всем бы хотелось, чтобы такие батареи стояли и в автомобилях.
Ru | En
Как известно, математика — самая фундаментальная из всех наук, ее практические приложения отдалены во времени. Однако бывают случаи, когда математические разработки приносят вполне осязаемый результат.
Нынешним летом на полях выставки «Иннопром-2022» было подписано соглашение о создании научно-промышленного кластера двойного назначения по транспортному машиностроению. Задача новорожденного «союза компьютера и станка» — упростить и ускорить производство продукции от лаборатории до серийного производства.
На Донском горно-обогатительном комбинате, филиале АО ТНК «Казхром» в Хромтау воплощается в жизнь стратегически важный для Казахстана проект по разработке месторождения хромитов, составляющего треть мировых запасов хрома. При строительстве вертикальных шахтных стволов возникли опасные геомеханические процессы, которые препятствуют освоению уникального месторождения, залегающего в сложных горно-геологических условиях на больших глубинах. За помощью казахские коллеги обратились к уральским ученым, с которыми их связывает многолетнее сотрудничество.
Еще в 2017 году специалисты Научного центра изучения Арктики и Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН установили спутниковый GPS-ошейник на северного оленя в одном из оленеводческих хозяйств Ярсалинской тундры. В ходе исследований были получены данные о суточной активности животных на смежных пастбищах и степени истощения кормовых ресурсов. А сейчас ученые передали в безвозмездное пользование оленеводам семейно-родовой общины коренных малочисленных народов Севера «Сядэй-Яхинская» в Тазовском районе два радиомаяка спутниковой системы «Argos», предоставленных российской компанией-производителем. Ученые ожидают, что спутниковые технологии станут одним из базовых инструментов для планирования, мониторинга и контроля выпаса северных оленей.
5–7 октября в Екатеринбурге (МВЦ «Екатеринбург-Экспо») Институт горного дела Уро РАН совместно с Уральским государственным горным университетом и компанией ЭкспоГрад провели IX Уральский горнопромышленный форум и XIII специализированную выставку технологий, оборудования и спецтехники «Горное дело/Ural MINING’21» приуроченные к Году науки и технологий в Российской федерации и 30-летнию Горнопромышленной ассоциации Урала.
В начале нынешнего года один из проектов Института химии твердого тела УрО РАН прошел конкурсный отбор и был включен в список для реализации в рамках Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» (УМНОЦ). Проект направлен на разработку и внедрение усовершенствованной промышленной технологии производства монолитных заготовок из субмикронного твердого сплава на основе карбида вольфрама и кобальта, обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками по сравнению с существующими аналогами, и будет выполняться сотрудниками ИХТТ УрО РАН совместно с Кировградским заводом твердых сплавов — крупнейшим отечественным предприятием в своей отрасли. Об этом мы побеседовали с руководителем проекта от ИХТТ УрО РАН, заведующим лабораторией нестехиометрических соединений, кандидатом физико-математических наук Алексеем Курловым — специалистом в области получения и исследования карбидных нанопорошков, а также твердых сплавов и керамики на их основе, соавтором монографии по этой тематике, вышедшей в издательстве «Шпрингер» (2013).
Государственный реестр селекционных достижений РФ пополнился в 2021 году новым сортом черной смородины «Пилот» селекции Свердловской селекционной станции садоводства, входящей в состав Уральского федерального аграрного научно-исследовательского центра УрО РАН.
В чрезвычайных обстоятельствах нередко выясняется, что в «запасниках» академических институтов есть немало разработок, которые, будь они востребованы, очень бы пригодились человечеству, а может быть помогли решить общепланетарные проблемы. Нынешняя пандемия коронавируса — не исключение. Так, сотрудники лаборатории неорганического синтеза Института химии твердого тела УрО РАН доктор химических наук Г.С. Захарова, кандидаты наук Н.В. Подвальная и А.Н. Еняшин разработали новый способ пропитки тканей серебром. Такие материалы обладают ярко выраженными дезинфицирующими и антибактериальными свойствами, сохраняющимися после интенсивного механического воздействия и многократных стирок с моющими средствами. Они могут применяться при изготовлении армейского обмундирования, спортивной и детской одежды, туристической экипировки, а сегодня — для изготовления защитных масок.
Недавно вице-президент, руководитель секции медико-биологических наук РАН академик Владимир Чехонин сообщил РИА Новости о ряде лекарственных препаратов, которые в потенциале могут использоваться для лечения вызванного новым коронавирусом заболевания COVID-19. Два из них разработаны и совершенствуются в Институте органического синтеза УрО РАН (Екатеринбург).
В середине марта на одном из флагманов своей отрасли в России и странах СНГ Магнитогорском металлургическом комбинате (ММК) побывал большой десант ученых Уральского отделения РАН во главе с председателем академиком Валерием Чарушиным. Как напомнил начальник научно-технического центра ПАО «ММК» Андрей Кортунов, идея проведения форума производственников и представителей фундаментальной науки в Магнитогорске родилась летом прошлого года на международной промышленной выставке ИННОПРОМ в Екатеринбурге, где прошел совместный круглый стол. Участников встречи приветствовали глава Уральского территориального управления Министерства науки и высшего образования РФ Игорь Манжуров и министр образования и науки Челябинской области Александр Кузнецов.
Нынешняя осень для уральских химиков-органиков стала на редкость урожайной на практические результаты. Как мы уже сообщали, в сентябре в Татарстане запущен первый в России завод по производству противотурбулентных присадок для нефтепроводов — яркий пример эффективного импортозамещения, технологию которого совместно с коллегами разработана в Институте органического синтеза УрО РАН (см. «НУ», № 19 с.г.). А недавно научный руководитель ИОС академик О.Н. Чупахин, директор ИОС академик В.Н. Чарушин и зав. кафедрой органической и молекулярной химии Уральского федерального университета член-корреспондент В.Л. Русинов посетили завод «Медсинтез» в городе Новоуральске, где воочию убедились: производственный цикл созданного ими противовирусного препарата «Триазавирин» полностью отлажен. И это образец реальной связи фундаментальной науки и производства, важная веха в развитии отечественной фармацевтической промышленности. 
Аппарат под названием «гидростат» был создан в Институте физики металлов УрО РАН (тогда УНЦ АН СССР) в 1970-е годы и предназначался для обработки различных порошковых материалов жидкостью высокого давления. Для своего времени он был передовым: в рабочем пространстве объемом около 5 литров создавалось давление в 250 МПа (около 2500 атмосфер). Гидростат полностью удовлетворял потребности бурно развивавшегося тогда нового направления — порошковой металлургии и использовался для компактирования образцов из различных металлических порошков и гранул, чтобы повысить их плотность перед спеканием. Гидростат с успехом демонстрировался на различных, в том числе международных, выставках. После одной из них польская фирма «Унитра» купила у ИФМ эту установку, а на выставке в Лейпциге (Германия) конструкция гидростата была отмечена Золотой медалью.
В Институте биологии Коми НЦ разработан новый подход к определению следов замещенных фенолов и анилинов в водных средах. Новые методики были применены в частности для выявления механизмов образования фенольных соединений в природных и питьевых водах. Об этих исследованиях мы поговорили с ведущим научным сотрудником экоаналитической лаборатории ИБ Коми НЦ УрО РАН доктором химических наук Иваном Владимировичем Груздевым.
Как известно, в 1990-е гг. в России была разрушена отраслевая наука — важнейшее звено в цепочке «фундаментальное знание — производство», и связь эта по-настоящему не восстановилась до сих пор, хотя в последнее время производственники все чаще обращаются к академическим ученым за перспективными разработками. Однако результаты в компьютере или в колбе предприятиям не нужны, их интересуют прежде всего технологии получения конкретного продукта. Ясно, что отраслевую науку в прежнем виде не возродить, да и академический институт не может превратиться в отраслевой. По-прежнему необходима посредническая структура, которая позволит довести фундаментальную разработку до опытно-промышленного уровня. В Институте органического синтеза имени И.Я. Постовского УрО РАН такой структурой стала технологическая группа, созданная в 2007г., а в 2016 преобразованная в технологическую лабораторию.
Известно, что одна из главных проблем отечественной науки — слабая востребованность ее результатов реальным сектором экономики. Поэтому интересен каждый пример успешной кооперации ученых и производственников. Вот один из таких примеров. Некоторое время назад в Институте химии твердого тела УрО РАН совместно с московской компанией «ИнЭнерджи» создана лаборатория по исследованию и разработке новых материалов для химических источников тока. Потребность в них будет только увеличиваться с учетом растающей популярности электромобилей, развития робототехники и необходимости перехода к ресурсосберегающей энергетике. Интерес к работе уральских химиков проявило и государство: исследования недавно получили поддержку Российского научного фонда. Подробнее о границах применения литий-ионных аккумуляторов и о том, как удалось наладить взаимодействие с бизнесом, корреспонденту «НУ» рассказала руководитель лаборатории доктор химических наук Ольга Бушкова.
