На площадках Красноярского экономического форума были представлены научные проекты инновационных компаний, предприятий региона, научно-исследовательских организаций. Удаленность от европейской части страны, где исторически с более давних времен занимались наукой, ничуть не мешает ученым создавать и уникальные беспилотники, и сверхчувствительные приборы, способные оценить состояние иммунной системы человека.
– Сегодня в Красноярском крае особое внимание уделяется развитию технологического предпринимательства и увеличению количества кооперационных проектов, в рамках которых происходит коммерциализация результатов исследований вузов и учреждений науки, – отмечает вице-премьер правительства Красноярского края Наталья Рязанцева. – Расширение высокотехнологичного ядра в экономике края позволит повысить конкурентоспособность, сделать ее структуру более современной.
Речь идет не только о решении локальных задач в крае – исследования, над которыми работают местные ученые, встраиваются в систему научных изысканий, востребованных далеко за пределами страны.
Рассказать обо всех на одной газетной полосе невозможно, поэтому мы выбрали лишь некоторые.
Защищают космические аппараты
Криогенный космический телескоп обсерватории «Миллиметрон» собираются запустить в космос после 2025 года. Обсерватория будет работать на расстоянии полтора миллиона километров от Земли! Планируется, что наконец-то можно будет исследовать «черные дыры» и решить еще ряд задач с помощью уникальных возможностей по приему излучения в миллиметровом и инфракрасном диапазонах.
Но как защищены от нагревания на солнце аппараты, работающие в космосе? АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнева» принимает участие в проекте и разрабатывает полусферическую антенну для наблюдения за космическими объектами. А для расчетов по защите аппарата от солнца специалисты обратились в наш Институт физики СО РАН. Научный коллектив института разработал аппаратно-программный комплекс для измерения термооптических свойств защитных покрытий и материалов космических аппаратов при сверхнизких температурах – до минус 253 градусов Цельсия.
– Условия эксплуатации в космосе сложные, и неизвестно, как себя поведут материалы, – отмечает руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН Александр Иваненко. – Все нужно просчитать заранее, до того, как аппарат в сложенном виде будет доставлен на орбиту и там развернут. Чтобы избежать разогрева антенны со стороны солнца, используют систему многослойных экранов из полиамидной металлизированной пленки. Для достижения сверхвысокой чувствительности необходимо охлаждение. Чем выше температура – тем больше шумы антенны. Для исследования отражающих свойств пленки как раз и предназначена наша установка. Она определяет передачу тепла от нагретой пленки к более холодной. Датчик – небольшая платиновая спираль с напылением на полиамидную пленку.
Каждая пленка многослойного экрана ослабляет нагрев в определенное количество раз. Сколько всего понадобится слоев – будет понятно только после исследований.
Оборудование поможет смоделировать аналогичные нахождению в космосе условия, уловить минимальные колебания тепла.
– Проблема в том, что в космосе тепло передается только за счет излучения, – добавляет старший научный сотрудник лаборатории молекулярной спектроскопии Института физики СО РАН Николай Шестаков. – Там нет ветра, конвекции. И при нагревании солнцем единственная возможность охлаждения – излучения тела. А в данном случае оно несопоставимо по силе с интенсивностью нагрева. В итоге эта антенна может раскаляться почти до бесконечности, что серьезно отразится на ее работоспособности. Конструкцией предусмотрено охлаждение с помощью гелия, но это скажется на емкости солнечной батареи антенны – ее желательно сохранить для непосредственной работы.
Ищут способ извлечения германия
Дорогой, редкий и хрупкий, как стекло. Свойства такого элемента, как германий, позволяют его использовать в радиоэлектронике и электротехнике.
Монокристаллы германия незаменимы при изготовлении эффективных солнечных батарей, быстродействующих цифровых устройств. Как известно, производство полупроводникового германия высокого качества напрямую связано с развитием аэрокосмической электроники и военной оптики. Металл востребованный, но очень редко встречающийся.
– Ранее германий получали из углей месторождений Дальнего Востока, – говорит директор института горного дела, геологии и геотехнологий СФУ Владимир Макаров. – Сейчас там объемы разработки снизились, идут поиски альтернативы. На территории края найден новый сырьевой источник – германиеносные лигниты, – способный в перспективе обеспечить потребность российской промышленности в германии. Но никто в мире еще не извлекал германий из лигнитов. Первыми за разработку технологий взялись ученые СФУ. Для этого необходимо провести геолого- и геохимические исследования лигнитов, определить формы нахождения германия, оценить запасы и доказать экономическую целесообразность его извлечения.
По словам заведующего кафедрой, доктора химических наук, профессора СФУ Александра Шиманского, недостаток германиевого сырья ощущается во всем мире, кроме Китая, там сосредоточены огромные запасы в виде углей, что позволяет китайским производителям диктовать свои условия на рынке.
– Остро сырьевая проблема стоит и для нашего красноярского производителя германия, поэтому трудно переоценить роль месторождения лигнитов. В этой связи роль месторождения германиеносных лигнитов трудно переоценить. Месторождение лигнитов, представляющих собой заключенные в песчаных отложениях фрагменты углефицированной древесины, уникально как по условиям формирования, так и по содержанию металлов. По предварительным данным в лигните наряду с германием выявлены высокие концентрации редкоземельных металлов. Так как лигниты – нестандартный источник сырья, то и технологии его переработки должны быть нестандартными. При финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности мы выполняем их разработку. Используем нетрадиционные подходы, например, гидрометаллургический метод с применением эффекта гидродинамической кавитации и последующим сорбционным концентрированием германия и редкоземельных элементов сорбентами на основе неорганических оксидов и материалов растительного происхождения.
Создают цифровые лекарства
Короткие одноцепочечные ДНК или РНК – аптамеры, способные избирательно связываться с определенными мишенями – тканями, клетками, бактериями или молекулами, ученые из КрасГМУ будут использовать для создания цифровых лекарств.
– Аптамеры обладают чувствительностью к определенным биомаркерам и связываются только с ними, – говорит Анна Кичкайло, руководитель лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий КрасГМУ. – Если аптамер пометить красителем, то можно увидеть и то, к чему он «прицепился». Их можно использовать для идентификации клеток, например, циркулирующих опухолевых при онкопатологии, а также тканей объемных новообразований у человека при использовании позитронно-эмиссионного томографа с аптамерами. Их можно использовать как для ранней диагностики по плазме крови, так и для уточнения диагноза, когда применяются аптамеры, специфичные для определенного типа заболевания.
Аптамеры могут доставлять традиционные терапевтические препараты прямо к «месту назначения», что позволяет уменьшить дозу, а значит, и снизить токсичность. Аптамеры не иммуногенны, не токсичны, малы, разлагаются в организме, высвобождая лекарственный препарат. Аптамеры сами по себе могут выступать в роли лекарственных средств, т. к. способны связываться с определенными рецепторами и изменять их активность. Планируется создание производства цифровых управляемых лекарств на основе аптамеров на базе ОА НПП «Радиосвязь».
В КрасГМУ в настоящее время получены аптамеры к раку легких, раку молочной железы, глиобластоме и нескольким белкам – биомаркерам онкозаболеваний. На основе этих аптамеров разрабатываются методы диагностики и терапии этих заболеваний.
Фото: пресс-служба КрасГМУ, Светлана Буренко
На снимках:
создание новых препаратов поможет сделать лечение менее токсичным и более эффективным;
Александр Иваненко, руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики СО РАН; оборудование предназначено для исследования отражающих свойств пленки
