В научных центрах

В фокусе внимания — три группы материалов. К первой относятся гибридные наноструктуры на основе клеточных культур. Сформированные подобно природным, клеточные культуры производят неорганические наночастицы заданных размеров, формы и состава. При этом благодаря природному, органическому происхождению каждая наночастица имеет белковое окружение, позволяющее длительное время сохранять состав и структуру наночастиц, их физико-химические свойства.

Цель исследователей — упростить получение наночастиц, которое в настоящее время является длительным и дорогостоящим процессом, получить возможность их контролируемой адресной доставки в белковых «био-наноконтейнерах», что найдет применение, например, в наноэлектронике или спинтронике. В частности, изучались искусственно выращенные клетки кишечной палочки, в состав которых входит специфический белок, превращающий токсичные для клетки материалы в нетоксичные. В перспективе — отработка технологии выращивания внутри любой молекулы неорганических наночастиц размером 5–7 нанометров.

Этнические сады — особый элемент культуры, складывающийся далеко не у каждого народа. Зачастую, как это, например, произошло с японским садом, требуется не одна сотня лет, чтобы национальное самоосознание превратилось в эстетику и философию, способные сформировать узнаваемые особенности ландшафтного дизайна. К разработке концепции удмуртского сада в УдмФИЦ УрО РАН приступили в 2019 году под руководством заведующего отделом интродукции и акклиматизации растений Александра Федорова. Ученые, ландшафтные дизайнеры и культурологи Удмуртии впервые разработали и внедрили в городскую среду концепцию ландшафтной архитектуры, адаптированную под местные климатические условия и основанную на элементах удмуртской идентичности.

В лаборатории термомеханики твердых тел Института механики сплошных сред, ныне филиала Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, в рамках национального проекта «Наука» по гранту федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2021 годы» под руководством академика В.П. Матвеенко введен в эксплуатацию уникальный автоматизированный комплекс по лазерной ударной проковке материалов. В состав комплекса входят наносекундный импульсный Nd:YAG лазер Beamtech SGR-Extra с максимальной энергией в импульсе 8.5 Дж и 6-осевой робот-манипулятор с грузоподъемностью 50 кг.

Комплекс позволяет решать широкий класс как фундаментальных, так и прикладных задач. Он существенно расширяет возможности ПФИЦ УрО РАН в области исследования физики ударных волн и структурных превращений в конструкционных материалах при интенсивных воздействиях. Так, в результате взаимодействия лазерного излучения с поверхностью вещества возможны генерация ударных волн с амплитудой до 30 ГПа и качественное перестроение внутренней структуры материала.

Документ подписали директор УдмФИЦ УрО РАН, доктор физико-математических наук Михаил Альес и директор образовательного центра «Тау» Римма Бякова.

Соглашение предполагает совместную реализацию дополнительных общеразвивающих программ, досуговых, массовых мероприятий, информационно-методическое обеспечение дополнительного образования.

Римма Бякова провела для Михаила Альеса и его коллег экскурсию, ознакомив с возможностями Центра. «Тау» оснащен новыми современными лабораториями, в том числе 3D-моделирования и прототипирования, физики и возобновляемых источников энергии, больших данных и нейросетей, химии, экологии и здорового питания и многими другими.

Как рассказал Анатолий Аржников, разработка методики была начата с решения достаточно простой задачи: с помощью метода Монте-Карло (когда вероятностные характеристики процесса описываются на основе большого количества случайных данных) были сформированы характеристики бинарного сплава при фиксированной концентрации. На этих данных ученые «обучили» нейронную сеть, которая повторила результаты метода Монте-Карло.

После этого, используя полученные «знания», нейросеть смогла определить свойства сплавов уже во всем диапазоне концентраций, включая те, при которых ее напрямую не «обучали».

Что же дает эта решенная с помощью нейросетей научная задача? «Представьте себе: есть экспериментальный набор данных для сплава при фиксированной концентрации, и в эксперименте я могу определить ближний порядок в этом сплаве, — рассказывает Анатолий Аржников. — Я обучаю на этих данных нейронную сеть — и она выдает результаты по упорядочению сплавов при других концентрациях, для которых нет ни эксперимента, ни теории».

С тех пор как три года назад Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства вошел в состав Пермского ФИЦ УрО РАН, для сотрудников аналитической лаборатории НИИСХ, которой заведует доктор биологических наук Н.Е. Завьялова, открылись новые возможности. ПФИЦ оказал значительную финансовую поддержку, была обновлена материальная база, закуплено новое лабораторное оборудование (пламенный фотометр, спектрофотометр, инфракрасный анализатор кормов, автоматический анализатор азота, автоматическая установка для определения сырой, нейтрально- и кислото-детергентной клетчатки и другие современные приборы). Это повысило скорость и точность исследований, которые очень востребованы, поскольку аналитическая лаборатория Пермского НИИСХ давно специализируется в области анализа агрохимических показателей плодородия почвы, удобрений и качества кормовых культур и готовых кормов для животных (сено, силос, сенаж, жмых, шрот, комбикорм и др.). Среди ее клиентов — экологические и промышленные организации, вузы, сельхозпредприятия и частные лица.

Активно развивается сотрудничество с Естественнонаучным институтом при Пермском государственном научно-исследовательском университете. По заказу ЕНИ был проведен анализ антропогенно нарушенных и рекультивированных почв в пригородной зоне Качканара и Березников. А недавно сотрудники ЕНИ обратились к аналитикам с просьбой проверить агроэкологическое состояние почвенного покрова земельного участка, отведенного под строительство промышленных объектов швейцарской фирмы ООО ЕвроХим в г. Березники. Были исследованы 46 почвенных образцов для определения в них содержания органического вещества, общего азота, подвижных соединений фосфора и калия, обменных катионов кальция и магния, емкости катионного обмена и наличия в почве обменного натрия, а также других показателей. Результаты анализа будут использованы при оценке убытков владельцам земельного участка, изъятого под строительство. Ожидается новый заказ на 63 почвенных образца для ООО ЕвроХим с Палашерского участка Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей.

В этом году на конкурс, который ежегодно проводит правительство Архангельской области и Ломоносовский фонд, поступили работы от 51 соискателя из Москвы, Архангельска, Северодвинска, Новодвинска и Екатеринбурга. Конкурсная комиссия оценивала вклад в развитие науки, техники и культуры, в практическое решение проблем Архангельской области и других регионов Российского Севера.

Награду из рук губернатора Александра Цыбульского и президента Ломоносовского фонда члена-корреспондента Константина Лобанова получили четыре авторских коллектива. Среди победителей — команда ученых, представляющая Институт иммунологии и физиологии УрО РАН (Екатеринбург) и Институт физиологии природных адаптаций ФИЦКИА УрО РАН (Архангельск), в составе академика Валерия Черешнева, доктора медицинских наук Ирины Тузанкиной и кандидата медицинских наук Михаила Болкова (все трое — ИИФ), а также кандидаты биологических наук Светлана Балашова и Вероника Патракеева (обе — ИФПА). Ученые по результатам многолетних исследований разработали критерии профилактической диагностики нарушений нейроиммуноэндокринной регуляции и научно обосновали комплекс мер по их предупреждению и коррекции у людей, проживающих в дискомфортных климатических условиях Арктического региона.