"Наука Урала"

— Благодаря уникальным физико-химическим свойствам наноматериалы можно применять в качестве флуоресцентных меток нового поколения, для очистки сточных вод, для реконструкции дефектов биологических тканей и создания костных каркасов, для доставки лекарств к цели. В биомедицинских разработках ученые нередко используют решения, подсказанные самой природой. Например, эффект лотоса, с поверхности лепестков которого скатываются капли и грязь, послужил идеей для изготовления покрытий. Наблюдения за гекконом — ящерицей, способной ползать по абсолютно гладкой поверхности благодаря строению лапки, оканчивающейся нанострукурами, помогли создать роботов, которые могут двигаться по гладкому стеклу.

В нашей лаборатории накоплен большой опыт получения и исследования кристаллической структуры и физико-химических свойств нестехиометрических сульфидов и оксидов в наносостоянии.

Один из интересных классов новых материалов — полупроводниковые люминесцентные наночастицы, которые еще называют квантовыми точками. На их основе разрабатываются флуоресцентные метки нового поколения. Первые наши опыты были связаны с люминисцентными наночастицами сульфида кадмия, теперь мы работаем и с другими сульфидами, например, серебра. Совместно с коллегами из НИИ вирусных инфекций (Екатеринбург), где собрана богатая база клеточных структур, нам удалось изучить механизм проникновения квантовых точек в клетку, установить влияние их концентраций на возможность визуализации и интенсивность люминесценции. Коллоидные наночастицы позволяют наблюдать за жизнедеятельностью клетки, за тем, как она меняется при заражении вирусом и его размножении. В частности, с помощью квантовых точек сульфида кадмия можно в динамике видеть изменение клеток под действием такого коварного патогена, как цитомегаловирус.

По словам научного руководителя проекта, старшего научного сотрудника группы экологии гидробионтов отдела экологических исследований ТКНС УрО РАН, кандидата биологических наук Андрея Чемагина, оценка средней плотности осетровых рыб, в том числе, сибирского осетра, в акватории зимовальных ям производилась гидроакустическим методом, без изъятия рыбы из естественной среды обитания. «Сосчитали» и молодь этих рыб — на основе размерного ряда, зарегистрированного дистанционным эхометрическим зондированием водной толщи.

— Сегодня мы переживаем цифровую революцию, и следствие этого «бума» — активное внедрение искусственного интеллекта во все области жизни и, конечно же, в науку, в том числе и науку о материалах. Спектр приложений методов машинного обучения здесь очень широкий: от автоматического распознавания и обработки данных эксперимента (например, результатов микроскопии) до оптимизации технологических цепочек металлургических предприятий.

Накануне открытия конгресса президент Российского философского общества академик А.В. Смирнов дал интервью медиа-каналу Public Opinion, где заявил: «Русская философия должна быть самостоятельной, должна ставить научные вопросы и отвечать на них без подсказки извне, не подглядывая в чужие учебники, а опираясь на собственные ресурсы, собственную мысль, но учитывая опыт всей мировой философии». По его мнению, «философия должна быть уверенной, но не самоуверенной. Уверенность отрицает изоляцию». Думается, такая позиция научного сообщества в нынешних условиях вполне оправдана.

Как отмечает заведующий лабораторией полупроводников и полуметаллов ИФМ УрО РАН доктор физико-математических наук Михаил Викторович Якунин, взаимодействие с новосибирскими коллегами позволило провести эффективные исследования по целому ряду направлений: «У них есть высокие технологии, а у нас — свои идеи и оборудование для измерений. Ранее мы принимали участие в изучении производимых в Институте физики полупроводников структур, сделали много совместных публикаций. На основе этого опыта образовался крупный научный проект».

Заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией молекулярно-лучевой эпитаксии соединений А₂В₆ ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Максим Витальевич Якушев рассказывает: «С учетом результатов физико-химических исследований мы разработали отечественное оборудование для выращивания тонких полупроводниковых пленок теллурида кадмия и ртути (КРТ). Кроме того, была создана технология, позволяющая изготавливать структуры в соответствии со специальным электронным дизайном». КРТ отсутствует в природе и произвести его — непростая задача, необходимо точно соблюдать баланс элементов, а также следить за толщиной и последовательностью разных слоев. Для этого используется перспективный метод молекулярно-лучевой эпитаксии: в сверхвысоком вакууме (гораздо более чистом, чем в космосе) на специальную подложку из кадмий-цинк-теллура, арсенида галлия, кремния или германия падают молекулярные потоки кадмия, ртути и теллура. В результате происходит образование кристаллического слоя КРТ с требуемыми характеристиками, которые контролируются посредством разработанного в ИФП СО РАН метода эллипсометрического мониторинга. «Активное испарение ртути мешает поддержанию вакуума — эту проблему нам тоже удалось решить, — подчеркивает Максим Витальевич. — Однако даже сложной эпитаксиальной технологии недостаточно для производства качественных пленок теллурида кадмия и ртути. Исследователи рассматривали механизмы образования дефектов в этих объектах и таким образом смогли добиться значительного снижения их количества».

В конце лета Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН был аккредитован в национальной системе аккредитации в области обеспечения единства измерений. На сегодняшний день ИВТЭ УрО РАН — единственное учреждение в Отделении, получившее право на аттестацию методик измерений и проведение метрологической экспертизы. Это необходимо для продвижения инновационных исследований и открывает новые возможности для института в качестве научного координатора работ по пирохимии в рамках проекта «Прорыв» ГК «Росатом» и для создания технологии переработки топливной соли в жидкосолевых ядерных реакторах, также по контракту с Росатомом. 

20 октября состоялось первое заседание президиума УрО РАН в новом составе. Председатель Отделения академик В.Н. Руденко открыл его словами благодарности академику В.Н. Чарушину за самоотверженную четырнадцатилетнюю работу на председательском посту и вручил ему памятный подарок.

Научный доклад «Система генного редактирования для получения животных с улучшенными признаками» представила доктор биологических наук А.С. Кривоногова (УрФАНИЦ УрО РАН, на фото). Она изложила результаты работы междисциплинарного коллектива по полному циклу как собственно редактирования генома, так и технологиям процессинга клеток, обеспечивающих выживаемость эмбрионов и их приживляемость при трансплантации. Подобного рода исследования в мире ведутся, как правило, на лабораторных животных. Масштабировать их на крупный рогатый скот оказалось далеко не просто; межвидовые отличия настолько велики, что не переносятся в «человеческие» технологии, хотя в ходе исследований ученые работали и в контакте с екатеринбургским центром репродуктивной медицины. В качестве моделей были выбраны три мишени — гены, ассоциированные с рецептором CD209, белком бета-лактоглобулином (BLG) и признаком комолости. Первый из них во многом «виновен» в развитии вирусных лейкозов крупного рогатого скота, второй является источником аллергических реакций человека на молочные продукты, а комолость (отсутствие рогов) — это не только снижение травматизма персонала, но и существенная экономия на процедуре удаления рогов у поголовья. Учеными были системно исследованы, усовершенствованы и адаптированы для целей генного редактирования способы отбора, транспортировки, искусственного дозревания ооцитов, оплодотворения, культивирования модифицированной зиготы до бластоцисты, криконсервирования-оттаивания, хранения, транспортировки, биопсии эмбрионов. Только для доставки системы редактирования в клетку были опробованы пять разных способов и получены данные о сравнительной эффективности. Принципиальная работоспособность технологии редактирования эмбрионов крупного рогатого скота доказана: получен живой и нормально развивающийся теленок. Однако, как подчеркнула Анна Сергеевна, подобные методы должны грамотно сочетаться с приемами традиционной селекции: необходимо формировать линии животных, несущих в генотипе заданные модификации, необходимые производителям.

Президент Российского научного общества иммунологов, научный руководитель Института иммунологии и физиологии УрО РАН академик Валерий Черешнев полагает, что говорить о завершении пандемии коронавируса и отмене всех ограничений пока рано. Эксперты Всемирной организации здравоохранения предупреждают, что хотя спад заболеваемости продолжается, еще могут быть новые вспышки. Коронавирус мутирует, появились новые подвиды штамма «омикрон» — «кентавр», «цербер». Статистика заболеваемости (в России на данный момент 6–7 тыс. инфицированных за день) не отражает истинную картину, поскольку ввиду легкого течения болезни многие не обращаются к врачу, и не всех тех, кто обратился, направляют на тестирование. Сейчас специалисты ожидают эпидемию гриппа, обычно она начинается в декабре. В 2020–2021 гг. такой эпидемии не было, его вытеснил Covid-19. Сейчас грипп снова активизировался, и никто не может достоверно предсказать, как встретятся патогенный грипп и ослабевающий ковид — либо эта «встреча» даст синергетический эффект, либо грипп ослабит ковид. Впрочем, большинство экспертов ВОЗ считают, что к лету 2023 г. пандемия коронавируса сойдет на нет, и он превратится в обычную ОРВИ.

В начале декабря 2022 года председатель УрО РАН академик В. Руденко принял участие в заседании комиссии Государственного Совета Российской Федерации по направлению «Наука», которое состоялось в Сочи в рамках II Конгресса молодых ученых. Обсуждены вопросы поддержки молодых ученых в регионах страны.

7 февраля, накануне Дня науки, в пресс-центре ТАСС (Екатеринбург) прошла пресс-конференция, посвященная последним разработкам уральских ученых в интересах обеспечения научно-технологического суверенитета России.

По словам председателя УрО РАН, вице-президента РАН академика Виктора Руденко, за прошедший год кардинальным образом изменилась не только геополитическая ситуация, но и многие наши представления о современном мире. Если прежде свободный рынок и добросовестная конкуренция считались основными двигателями экономики, то теперь оказалось, что можно устранять конкурентов путем подрыва газопроводов и введения бесчисленных санкций и ограничений. Подвергся сомнению и постулат о святости и неприкосновенности как частной, так и публичной собственности. Сегодня все чаще говорят о «закате глобализации» — нарушились привычные цепочки поставок сырья и товаров, колоссально осложнились авиационное сообщение, морские перевозки. Многие государства, например, Китай, задумываются о локализации производств, создании полных циклов на территории страны. По этому пути идет и Россия, поставив задачу достичь научно-технологического суверенитета.

Как напомнила замминистра, на Среднем Урале первый случай заражения зафиксирован 17 марта у прилетевшей из Италии девушки, которая благополучно выздоровела. За это время, как и в других регионах, здесь произошло немало событий, изменивших представление о новом заболевании и пациентов, и медиков, работающих сегодня уже по семнадцатой рекомендации Минздрава. В 2020 году ковидом в области заболели более 58 тысяч человек, в 2021-м — почти 140 тысяч, в 2022-м — свыше 365 тысяч. Самая мощная, пятая волна, накрывшая «всю систему здравоохранения», пришла в начале 2022 г. с появлением штамма «омикрон», при этом самого «легкого» по сравнению с предыдущими. И лечили его иначе, чем прежде, уже без обязательной госпитализации: если в начале пандемии в области было развернуто 12 тысяч коек, то теперь всего 400 — этого достаточно для острых случаев, остальные теперь чаще всего протекают как обычное ОРЗ. Скончались за три года от COVID-19 чуть менее 11 тыс. свердловчан, в подавляющем большинстве старше 70 лет с двумя и более хроническими заболеваниями, не вакцинированные или прошедшие вакцинирование больше года назад.

Деревья на краю леса, на опушке, растут несколько иначе, чем такие же деревья в глубине леса. На краю выше освещенность, скорость ветра и загрязнение воздуха, и вместе с тем влажность воздуха там меньше. Закономерности реакции деревьев на такие изменения условий давно и хорошо известны. Они получили обозначения «краевые эффекты» или «краевые влияния».

В качестве индикатора загрязненности воздуха часто изучалась и изучается древесная кора или корка. На протяжении жизни растения она аккумулирует из окружающей среды разные вещества. В частности, один из признаков состояния коры, изменяющийся вследствие загрязнения — это кислотность или рН, которую достаточно легко зафиксировать и поэтому в отношении этого признака возможны массовые измерения. Именно такую работу на примере Екатеринбурга и провел Денис Веселкин.

Фармацевтическая отрасль — один из наиболее успешно развивающихся секторов российской промышленности, однако и сегодня ее слабым местом остается низкая доля оригинальных инновационных препаратов. Между тем в стране сложились крупные научные школы в области медицинской химии. Несколько лет назад Академией наук и Министерством образования и науки РФ был создан консорциум, в который вошли 8 научных и научно-образовательных организаций во главе с Институтом органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН. Соисполнителями проекта стали ФИЦ Казанский НЦ РАН, Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН, ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН, Институт физиологически активных веществ ФИЦ ПХИ и МХ РАН (Черноголовка), Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва), Волгоградский государственный медицинский университет, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина.