Новости науки

[Scyther]

Измерить можно многое
https://scientificrussia.ru/articles/izmerit-mozhno-mnogoe

Разработанная в Институте химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН технология сканирующей проточной цитометрии позволяет определять характеристики эритроцитов и тромбоцитов в крови, количественно оценивать загрязненность воздуха и водоёмов, измерять качество молока и имеет множество других практических применений.

 «Наша технология — это усовершенствованная версия проточной цитометрии. В её основе лежит измерение светорассеяния от одиночной частицы в любых дисперсных средах, что позволяет определять множество характеристик исследуемых частиц, в том числе и самые уникальные — динамические, которые трудно или даже невозможно измерить другими способами», — рассказывает инженер лаборатории цитометрии и биокинетики ИХКГ СО РАН Елизавета Мирошниченко.

Поскольку большое количество промышленных и живых жидкостей содержат отдельные частицы (именно такие системы называются дисперсными), принцип работы технологии настолько универсален, что обладает широкой областью применения — от медицинской диагностики до контроля качества молока и анализа загрязненности экологических сред. Практически все системы, которые нас окружают — дисперсные, гомогенных сред очень мало. Например, вода Обского водохранилища — это тоже дисперсная система, а вот вода Байкала — пока ещё гомогенная.

Рассмотрим работу технологии на примере анализа бактерий: берётся проба, содержащая бактерии одного или нескольких видов, разбавляется физиологическим раствором (чтобы их концентрация не была слишком высокой), а затем запускается в прибор. Он иглой всасывает пробу, и с помощью гидрофокусировки формирует струю из последовательно пролетающих отдельных бактерий — это и есть одиночные частицы дисперсной системы. Лазер освещает каждую из них, и мы получаем от всех пролетевших частиц сигналы светорассеяния — зависимость интенсивности рассеяния от времени. Затем этот сигнал обрабатывается с помощью сложных формул, математических моделей — и таким образом исследователи восстанавливают размер, форму и другие характеристики частицы. Это как по отпечаткам следов определить высоту, вес, пол, например, медведя.

Технология проточной цитометрии разработана доктором физико-математических наук Валерием Павловичем Мальцевым, ныне заведующим лабораторией цитометрии и биокинетики, и его коллегами около 20 лет назад. За это время было построено пять всё более усовершенствованных приборов, в которых удалось повысить точность и качество измерения. На существующем анализаторе проводятся исследования и студенты выполняют лабораторные работы. В последние годы учёные сосредоточились на проработке практических направлений применения технологии.

«У нас есть два кластера, которые мы развиваем. Один из них — тот, в который мы вкладываемся сами и для реализации которого готовы искать партнеров, а второй — тот, на который нам пока просто не хватает “валентности” (заниматься одновременно всем и сразу не получается)», — рассказывает Валерий Мальцев.

К первому кластеру относятся совместные работы с Сибирским федеральным биомедицинским исследовательским центром имени академика Е.Н. Мешалкина, посвященные измерению эритроцитов, тромбоцитов и микрочастиц крови, а также создание современного варианта нефелометра — прибора, осуществляющего иммунохимический анализ антител в сыворотке крови.

«Сейчас идёт стадия, когда мы свои методические наработки проверяем на донорах из клиники. Мы уже научились правильно измерять эритроциты. Причём, если самый лучший из существующих сегодня анализаторов оценивает всего 7 параметров эритроцитов, то наш — 37. Результаты этой работы недавно опубликованы в ведущем журнале по проточной цитометрии Cytometry A. Можно не спрашивать, для чего все эти параметры нужны, потому что никто этого пока не знает, ведь раньше их никто не измерял. Следующий этап работы: нам необходимо вместе с клиникой Мешалкина начинать набирать статистику о связи заболеваний с этими параметрами, чтобы в будущем оценивать риск возникновения патологии при отклонении связанного с ней параметра от нормы», — говорит Валерий Мальцев.

Несколько ранее вышла статья и по тромбоцитам. Исследователи ИХКГ СО РАН впервые в мире научились количественно определять тромбоциты в трёх состояниях: неактивированном, частично и полностью активированном (тогда как существующие на сегодняшний день цитометры измеряют всего лишь их концентрацию и объём). Здесь тоже необходимо набирать статистику по заболеваниям — это будет следующим этапом работы с СФБМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина.

Третье направление сотрудничества с клиникой касается измерения характеристик хиломикронов (остатков пищи в крови). У здорового человека надолго они не задерживаются: вы вечером поели, и если все нормально, то утром хиломикронов в крови уже нет, а у людей, которые страдают определёнными заболеваниями, в частности — атеросклерозом, они присутствуют. В лаборатории уже научились измерять их количество, размеры и плотность. «Это все статические характеристики. Необходимо научиться измерять скорость вывода хиломикронов из крови, что очень важно. Если организм не выводит их в течении восьми часов, значит произошло нарушение работы печени или чего-то ещё (к таким последствиям могут приводит разные факторы), — объясняет исследователь. — Это интересная работа, которую мы собираемся осуществлять в любом случае, вне зависимости от наличия финансирования, потому что это реальная помощь пациентам клиники Мешалкина». 

Цитометры производят ограниченное число стран — здесь требуются современные технологические решения в электронике, гидродинамике, оптике, лазерной физике. В нашей стране созданием таких приборов занимается только лаборатория цитометрии и биокинетики ИХКГ СО РАН. «Мы сами производим цитометры: разрабатываем нужную конфигурацию с нуля, изготавливаем, собираем и запускаем. Сервисное обслуживание и обновление? Не вопрос. Это же наша технология от первого винтика до самой длинной строки в программном обеспечении. Надо сказать, что название «проточный цитометр» в большинстве случаев неверное. Весь мир производит не проточные цитометры, а проточные цитосчётчики, которые просто подсчитывают определённые типы клеток. А наш анализатор именно измеряет их. Так что, по сути, сегодня в мире существует всего лишь один проточный цитометр — наш», — отмечает Валерий Мальцев.

Четвертое из развиваемых собственными силами направлений связано с разработкой самого современного варианта нефелометра — прибора для измерения оптики рассеивающих сред. Этот аппарат в сравнении с основной технологией достаточно прост, но зато он может быть использован для выявления заболеваний у населения в малонаселенных пунктах, где нет разветвленной базы медицинского анализа. При проведении иммунохимического анализа сыворотки крови аппарат выявляет наличие антител к определённым заболеваниям (гриппу, гепатиту и многим другим).

На сегодняшний день в лаборатории существует четыре проработанных проекта, по которым промышленники уже сейчас могут выпускать приборы. Это оригинальный гематологический анализатор распределенного типа, анализатор риска преждевременных родов для роддомов и перинатальных центров, высокочувствительный иммунохимический анализатор сывороток крови и анализатор эритроцитов «Эриана» для спортивной медицины.

«Остальные проекты находятся в стадии НИОКР, где нам нужен партнер, которому этот анализ интересен. Например, до сих пор нет никакого экспресс-анализа устойчивости палочки Коха к антибиотикам. Мы можем такой анализ разработать на базе технологии сканирующей проточной цитометрии, но почему-то Новосибирскому научно-исследовательскому институту туберкулеза Минздрава России такой проект неинтересен», — говорит Валерий Мальцев.

К проектам, требующих участия партнера-пользователя, относятся и анализатор жирности молока (с определением количества жиров растительного происхождения), исследование дисперсного состава водоёмов и аэрозолей в воздухе и промышленных выбросах, анализаторы качества нефтепродуктов и дисперсности гуматов при производстве удобрений. Исследователи гарантируют, что качество анализа этих дисперсных систем будет превышать мировой уровень.

[Scyther]

Технологии, за которые некому платить
http://www.sbras.info/articles/opinion/tekhnologii-za-kotorye-nekomu-platit
Открытая недавно технология CRISPR/Cas раскрывает поистине революционные перспективы — она позволяет легко и просто редактировать геномы растений, животных и даже человека (например, чтобы избавить его от тех или иных болезней). Активному внедрению ее в России мешает несколько факторов. Прежде всего, это отсутствие надлежащих нормативно-правовых документов, а также заинтересованных источников финансирования. Эти вопросы обсуждались на стратегической сессии в рамках V Международного форума технологического развития «Технопром-2017».

 «Первые статьи, касающиеся непосредственно технологии CRISPR/Cas, опубликованы в 2013 году в журнале Science. На данный момент по запросу CRISPR/Cas  выскакивает около 7 000 статей. Из них российских — всего 57», — рассказывает директор Центра по системной биомедицине и биотехнологии Сколковского института науки и технологий, заведующий лабораторией молекулярной генетики микроорганизмов Института биологии гена РАН доктор биологических наук Константин Викторович Северинов. 
 
Примерно месяц назад состоялось совещание у заместителя председателя Правительства РФ Аркадия Владимировича Дворковича, где было предложено в рамках Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации разработать комплексную научно-технологическую программу «Постгеномные технологии: от генетического редактирования к синтетической биологии» сроком с 2018-го до 2027 года. Ее цель — развитие технологий генетического редактирования в России. Один из аспектов этой программы — создание центров компетенции и центров превосходства по различным направлениям указанной области. Предполагается, что они будут формироваться по отраслевому принципу и охватят медицинское применение, сельское хозяйство и другие области.
 
Научный руководитель Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН академик Валентин Викторович Власов отметил, что, помимо прикладных, должен быть организован центр, который занимается фундаментальными проблемами: «На самом деле это только начало истории геномного редактирования. Я думаю, будет открыто много систем подобного типа. Имеющиеся инструменты станут совершенствоваться и развиваться, кто-то должен взять на себя работу по изготовлению инструментария».
 
Сельскохозяйственные продукты, изготовленные с использованием генного редактирования, в настоящее время не попадают под запрет ГМО и рассматриваются наряду с продукцией селекции (так как трудно с ходу определить, естественным или искусственным образом было внесено в геном организма то или иное небольшое изменение). Другое дело — лекарственные средства, предназначенные для модификации генома человека. «Здесь мы сталкиваемся с более серьезной проблемой: в существующем законодательном поле никаких механизмов регулирования применения таких препаратов не содержится», — говорит директор департамента науки, инновационного развития и управления медико-биологическими рисками здоровью Министерства здравоохранения Российской Федерации Игорь Викторович Коробко.
 
«Генно-инженерные модификации человека можно разделить на две зоны: когда мы редактируем соматическую клетку, и изменению подвержен только конкретный организм (например, используем этот продут для восстановления функции мышечной ткани), и когда внесенное изменение может передаваться по наследству. Проблема в первую очередь лежит в этическом поле. По сути, это исправление генофонда нации, и готовых решений здесь никто предложить не может. На сегодняшний день вопрос никак не регулируется. Но если представить, что такое лекарство появится, возможность его использования будет прежде всего на усмотрение этического комитета, который выдает разрешение на проведение клинических исследований», — прокомментировал советник ректора Новосибирского государственного университета, заместитель генерального директора по инновационной деятельности АО «Технопарк Новосибирского Академгородка» Леван Вахтангович Татунашвили.
 
По словам заведующего лабораторией эпигенетики развития ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН доктора биологических наук Сурена Минасовича Закияна, в мире развитие технологии CRISPR/Cas  идет такими темпами, что нам в России угнаться за ним практически невозможно: «Это комплексное исследование. В одной лаборатории провести полный цикл нужных для геномного редактирования работ нереально. Наше предложение: создать консорциум, междисциплинарную лабораторию с привлечением ведущих специалистов разного профиля (биологов, медиков и т.д.)».

 «Согласно проведенному нами анализу, к 2035 году суммарный рыночный объем биоинженерии и медицинской генетики составит около трех миллионов долларов. Сегодня он в 10—30 раз меньше. Это то место, где может произойти финансово-технологический прорыв. Сейчас мы сильно отстаем от всего мира, но у нас есть возможности выйти вперед, — отмечает заместитель руководителя направления «биомедицина» рабочей группы национальной технологической инициативы «Хелснет» Андрей Ломоносов. —  На социально-технологическую инициативу в бюджете РФ в 2017—2018 г. выделено более 20 миллиардов рублей».
 
Чтобы развивать это направление, «Хелснет» нужны, во-первых, индустриальные партнеры (НТИ — это рыночная программа, она не может поддерживать фундаментальные исследования), способные вкладывать 30 % в развитие технологии и создание продукта, 70 % предоставит государство. А во-вторых, — проекты, которые можно донести до рынка к 2035 году (или хотя бы увидеть хоть какой-то результат через пять лет). «Фонд сейчас в полной мере не расходуется. Он тратится медленнее, чем хотелось бы», — утверждает Андрей Ломоносов. Третий пункт – нормативно-правовая база. Она сейчас крайне слабо проработана и отстает от нормативно-правовых норм в Европе и США, в частности с точки зрения скорости. «А это означает, что в России не очень интересно разрабатывать новые препараты, выгоднее за рубежом, там путь до рынка будет в два раза быстрее, чем в России. Поэтому если мы сможем ускорить процессы внедрения, не уменьшая требований к безопасности медицинских продуктов, это будет очень полезно для развития CRISPR/Cas и других технологий генного редактирования», — говорит представитель «Хелснета».
 
«Я бы не рекомендовал здесь фасттрек, особенно для таких сложных технологий, как геномное редактирование, потому что за короткий срок клинических испытаний крайне сложно отследить все возможные  последствия. Кроме того, найти в России компанию, которая вложит минимум 200—300 миллионов долларов в технологию с выходом на рынок не раньше, чем через десять лет, практически невозможно, — возразил Леван Татунашвили. — Я бы предложил обсуждать прежде всего агропромышленный комплекс использования CRISPR/Cas — там проблемы меньше и сроки реализации короче, поэтому проще найти партнеров».
По словам Татунашвили, ФИЦ, которую подвигает Минобр, замыкается на реальном индустриальном партнере, без которого финансирование фундаментальной науки в данном направлении невозможно.
 
Участники дискуссии сошлись на том, что поиск индустриальных партнеров для создания медицинских технологий редактирования затрудняет отсутствие в России рынка этой отрасли. К тому же этот продукт относится скорее к персонализированной медицине, которая плохо поддается масштабированию, то есть непонятно, как производить такие продукты в промышленных объемах.
 
«Мы создаем клеточные модели, на которых можно изучать самые разные вещи, механизмы заболеваний, тестировать разные лекарства, проводить токсикологические исследования. Получаем от конкретных пациентов стволовые клетки, из них делаем другие типы клеток. Применяем технологию редактирования генома, можем вносить конкретные мутации в гены, исправлять их, — рассказывает старший научный сотрудник ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН кандидат биологических наук Сергей Петрович Медведев. — Всё это работает на уровне лаборатории, но мы не можем найти этому реального применения».
 
По мнению Сурена Закияна, поддержкой технологий редактирования генома должны заниматься не инвесторы, а прежде всего государство. «Какой инвестор вложит деньги, если он завтра не получит копейку? Нужна адресная поддержка наиболее перспективных проектов. Это должно быть госзадание на много лет».
 
«Та система, которая де факто выстраивается у нас сейчас по внедрению CRISPR/Cas в России, скорее ретроактивная. Появилась новая технология  — и мы сидим думаем, как бы ее приспособить к практическим внедрениям. Однако CRISPR/Cas — далеко не последнее слово в технологиях управления живыми системами, — отмечает директор междисциплинарного центра «Дизайн живых систем» НГУ, заведующий лабораторией геномной и белковой инженерии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН доктор биологических наук Дмитрий Олегович Жарков. — Имеющаяся на сегодняшний день система не очень приспособлена к тому, чтобы подбирать новые технологии. С моей точки зрения, очень важно, чтобы в конкретном месте был сконцентрирован большой уровень компетенции». Ученый предложил сосредоточиться на местных центрах компетенции — НГУ, институтах СО РАН, интегрированных в общий центр, чтобы дать возможность студентам публиковаться, организовывать маленькие стартапы, а уже потом на этой основе организовывать консорциум.
 
В заключение обсуждения модератор дискуссии Константин Северинов обнадежил, что, несмотря на отсутствие инвесторов среди индустриальных партнеров, перспективы развития технологий редактирования генома в России есть — в создаваемой комплексной научно-технологической программе «Постгеномные технологии» на 10 лет предусмотрено 30 миллиардов, из которых только четыре — деньги промышленности.

[Scyther]

Аддитивные технологии: «Для развития стоит объединяться»
http://www.sbras.info/news/additivnye-tekhnologii-dlya-razvitiya-stoit-obedinyatsya
Как следует развивать аддитивные технологии? Готова ли Российская Федерация отказаться от зарубежных поставок? Обсуждение этих и ряда других вопросов прошло на круглом столе в рамках Международного форума технологического развития «Технопром-2017».
 

 В России пока что нет технологической базы для полноценного развития отрасли аддитивных технологий, так что на круглом столе в первую очередь говорили о создании собственного, конкурентоспособного производства. Обмен мнениями открыл директор Института химии твердого тела и механохимии СО РАН академик РАН Николай Захарович Ляхов, отметив, что «своим» в РФ должны быть и подготовка кадров, и изготовление принтеров на российских деталях и заводах, и обеспечение производства этими технологиями.
 
─ Такие проблемы необходимо ставить в центр внимания, ─ сказал академик. ─ Можно многого достичь, если внедрять подобные технологии в различные отрасли, включая оборонную промышленность. В этом направлении у России есть перспективы: надо только понять, какие, и стремиться к ним ─ ведь у нашей страны уже есть умы, ресурсы и желание двигаться вперед.
 
 Начальник научно-исследовательского отделения «Жаропрочные литейные и деформируемые сплавы и стали, защитные покрытия для деталей ГТД» Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов кандидат технических наук Ольга Геннадьевна Оспенникова подчеркнула, что аддитивные технологии используются в ряде отраслей ─ аэрокосмической (детали самолета, ракетные двигатели), медицинской (импланты), а также автомобилестроении.
 
─ ВИАМ уже изготавливает множество деталей по аддитивным технологиям ─ в частности, камеры сгорания, ─ рассказывает Ольга Оспенникова. ─ За счет внедрения ребер и смоделированных отверстий у камеры снижается вес. Однако для широкого применения подобных схем производства нужно создание государственной программы с направленностью на собственное производство.
 
Институт лазерной физики СО РАН также принимает активное участие в разработке аддитивных технологий. По словам заведующего лабораторией мощных непрерывных лазеров ИЛФ СО РАН Геннадия Николаевича Грачева, лазеры применяются для модификации поверхности и микропорошкового нанесения покрытий. Еще один вариант использования ─ синтез покрытий с применением газовых потоков для образования компонента покрытий.
 
─ У лазерной плазмы есть масса свойств, дающих широкие технологические возможности ─ рассказывает ученый. ─ Так, эффективный обмен между лазерной плазмой и металлом может привести к 10-кратному увеличению производительности. Помимо этого, плазма позволяет обрабатывать только заданные участки, что резко снижает время работы. Эта технология поможет провести практически любые технологические плазменные процессы.
 
Заведующий лабораторией лазерной графики Института автоматики и электрометрии СО РАН кандидат технических наук Виктор Павлович Бессмельцев напомнил о недавнем достижении института ─ создании лазерной системы для 3D синтеза изделий из порошковых материалов:
 
─ Наш подход основывался на том, что лазерный комплекс должен всегда быть снабжен системой контроля качества и программным обеспечением, которое оптимизирует режимы лазерной обработки, ─ подчеркнул исследователь. ─ Мы разработали собственные системы сканирования и фокусировки, контроллеры, модули управления. Всё это привело к снижению трудозатрат более чем на два порядка. Немаловажно, что принтер способен непрерывно работать в промышленных условиях.
 
Проректор по научной работе и инновациям в Томском политехническом университете доктор технических наук Александр Николаевич Дьяченко заметил, что аддитивные технологии в России развиваются не так быстро, как хотелось бы. Прежде всего, дело в целевой базе: проще взять зарубежную заготовку, чем создать ее самостоятельно.
 
─ Неизвестно, что будет делать наша промышленность, если все перейдут на аддитивные технологии ─ куда денется старая база? ─ рассуждает Александр Дьяченко. ─ Кроме того, понадобятся инвестиции, а кто их даст, если старое оборудование и так работает? Для начала нужно четко понять, что аддитивные технологии ─ технологии будущего, которые требуют серьезного переосмысления нынешней системы.
 
Директор акционерных обществ «НИИграфит» и «Гиредмет» Евгений Павлович Маянов сразу же высказался против такого предположения, поддержав инициативу Ольги Оспенниковой о создании единой государственной программы:
 
─ Вряд ли все заводы остановят свою работу. Я не заметил, чтобы после изобретения мобильных телефонов проявился интерес к производству аппаратов с дисковым набором номера.
 
Преодоление зависимости от импорта подобных технологий является важным для модернизации машиностроительного производства и внедрения новых разработок. Как подытожил Николай Ляхов, для развития стоит объединяться ─ что подчеркивали в своих выступлениях многие докладчики

[Scyther]

Михаил Котюков: «Следует отказаться от стереотипов»
http://www.sbras.info/news/mikhail-kotyukov-sleduet-otkazatsya-ot-stereotipov

Науку и производство обычно принято разделять: ученые занимаются разработками, бизнесмены — продажей. Однако не лучше ли объединиться и начать сотрудничать? О разрыве между этими сферами на V Международном форуме технологического развития «Технопром» говорил руководитель Федерального агентства научных организаций России Михаил Михайлович Котюков.

 По его словам, научным и производственным организациям следует отказаться от стереотипов: чем быстрее это произойдет, тем больше шансов начать двигаться вместе в правильном направлении. Прежде всего нужно сформировать культуру доверия между наукой и бизнесом.
 
— Сегодня проходит уже пятый Технопром, а я помню, что мы и в первый раз начинали именно с этой темы: как сократить разрыв между наукой и производством? — отметил руководитель ФАНО. — «Технопром-2017» в значительной степени посвящен этому вопросу. Производители понимают: тесное сотрудничество с научными коллективами позволит создавать высокие и прогрессивные технологии. Только вместе, объединив потенциал и сформулировав единую программу действий, можно сделать что-то хорошее и полезное.
 
Михаил Котюков подчеркнул, что в инновациях нет неперспективных направлений. Однако научным организациям нужно быть открытыми по отношению к потенциальным заказчикам, предлагать свои разработки и показывать профессиональные компетенции. Немаловажная задача — участие научного сообщества в подготовке кадров:
 
— Профессиональное образование в этой сфере крайне важно — отчасти поэтому хорошо, что на «Технопроме-2017» так много молодежи, — отметил руководитель ФАНО.
 
Затем перед аудиторией выступили специалисты из разный областей, и в том числе новосибирские ученые. Так, заместитель директора по научной работе Института вычислительных технологий СО РАН кандидат физико-математических наук Денис Викторович Есипов рассказал об уникальных разработках:
 
— В ИВТ СО РАН был сделан программный комплекс проектирования процессов чистки гидротурбин, позволяющий моделировать и оптимизировать проточные части, в результате чего увеличивается КПД турбины. Комплекс способен сократить время проектирования практически в два раза и повысить качество работы. В России есть много предприятий, которым пригодилась бы такая система.
 
Еще одна разработка ИВТ СО РАН — биотехнологический комплекс инжиниринга когнитивных систем. В нем есть блок, куда ученые помещают клетки (например, нейроны), воздействуют на них электроимпульсами или кислотой, а затем снимают получаемые параметры. Таким образом можно тестировать лекарственные средства, проверяя их влияние на клетки. По словам Дениса Есипова, уникальность этой разработки в сравнении с западными заключается в том, что она позволяет улучшить качество связи нейронов в системе, улучшая и убыстряя тестирование.

[Scyther]

«Перегнать, не догоняя»
http://www.sbras.info/articles/sciencestruct/peregnat-ne-dogonyaya

На пленарном заседании форума V Международного технологического форума «Технопром» обсуждались стратегии диверсификации оборонно-промышленного комплекса, возможность их коммерциализации и поиск новых рынков сбыта для высокотехнологичных разработок

 Приветствуя участников дискуссии, полномочный представитель Президента РФ в Сибирском федеральном округе Сергей Иванович Меняйло назвал Новосибирскую область регионом-инноватором и выразил надежду, что девиз форума «Делай в России» превратится в «Сделано в России», ведь для этого есть все возможности: передовые технологии, наукоемкие производства, а главное — богатые интеллектуальные ресурсы.
 
— Задачи, поставленные перед научным сообществом, сложные, но вполне реальные. Свидетельство тому — достижения современного военно-промышленного комплекса. Потенциал оборонки должен и, уверен, может стать базисом для выпуска высокотехнологичной продукции гражданского назначения. В ряде регионов России, в том числе в Новосибирской области, уже есть интересные наработки по реиндустриализации. Федеральный центр поддерживает усилия таких регионов-инноваторов, что позволяет постепенно сформировать современные подходы к созданию в стране новой государственной промышленной политики, — прокомментировал Сергей Меняйло.
 
Модератор заседания, руководитель президиума экспертного совета коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации Михаил Витальевич Ремизов отметил, что крупные военно-промышленные державы — США и Китай — в разное время проводили политику диверсификации своей военной промышленности, после чего она стала становым хребтом ключевых отраслей экономики этих стран.
 
— Будем надеяться, это получится и у нас, — сказал Михаил Ремизов.
 
Заместитель председателя Правительства Российской Федерации Дмитрий Олегович Рогозин заявил, что «Технопром» всегда опирался на возможности сибирской науки, фундаментальных исследований, успешно развивающихся в регионах Сибирского федерального округа, а также обозначил стоящую перед научным сообществом и промышленностью задачу.
 

 — Были такие времена, когда уникальные разработки, созданные в советском космосе, в советском авиастроении, в радиоэлектронной промышленности в силу закрытости этого сектора экономики не могли быть реализованы в гражданской промышленности. Мы как закупали, так и закупаем до сих пор простейшие радиоэлектронные приборы, бытовую технику, автомобили за рубежом, при том что могли бы всё это делать у себя в стране на своей высокотехнологической основе, — сказал заместитель председателя правительства.
 
Руководитель Федерального агентства научных организаций России Михаил Михайлович Котюков уверен, что предприятия OПК станут мощнейшим технологическим партнером для научных организаций и одним из главных драйверов инновационного развития.
 
— Весь международный опыт говорит об этом: лучшие инновационные системы мира — американская, израильская, отчасти японская — создавались благодаря первичным наработкам в интересах оборонной безопасности государства. Мы понимаем, что только усилиями ученых инновации не создать, для этого нужны предприниматели, инвесторы, в том числе венчурные, которые поддержат стартовые идеи. Задача ученых — придумать идеи, а технологи должны превратить их в технологии, обсчитать и найти возможные рынки. Нам нужно постараться «перегнать, не догоняя» — мы должны найти новые нестандартные пути, — прокомментировал Михаил Котюков.
 
Для сотрудничества с предприятиями ОПК глава ФАНО выделил несколько перспективных направлений: научную инфраструктуру и развитое приборостроение, создание новых продуктов на базе компетенций, накопленных при разработке продукции специального назначения, реализацию идей и разработок, имеющихся в научных и образовательных организациях.
 
Михаил Котюков добавил, что за три дня работы на форуме были сформированы и практические направления для сотрудничества с организациями ОПК

 — Это в первую очередь медицина, в частности диагностическая: от томографии до самых интересных идей в области ДНК технологий, также телемедицина и биомедицина. Например, в Новосибирске сегодня есть интересная идея, представленная на выставке — развитие бор-нейтронозахватной терапии для лечения различных онкологических заболеваний. Могу сказать, что это исследование абсолютно лидерское по мировым масштабам. Таких реализованных технологий в других странах нет. У нас же сегодня есть не просто идея, а сделан прибор, пусть даже пока только предвестник опытного образца. На базе кооперации готовится переход к этапу доклинических и клинических испытаний. Задействован потенциал сибирских институтов и клинические возможности организаций ФАНО, а также есть очень интересные перспективы для вузов, — заключил Михаил Котюков.
 
Еще одним практическим итогом работы форума, представленным главой ФАНО, стало решение о создании специального совета, состоящего из директоров научных институтов, на базе новосибирского Академгородка. Совет будет заниматься более глубокой проработкой направлений, выделенных Михаилом Котюковым с коллегами на форуме «Технопром-2017».
 
Он заметил, что к этой работе было бы полезно подключиться и университетам, и всем организационным объединениям коллегии военно-промышленного комплекса.
 
— Я думаю, что мы в сентябре будем готовы провести совместное заседание, приглашаю всех в Академгородок, чтобы предметно проработать эти перспективные направления и создать пакет проектов для реализации. В Сибири достаточно успешный опыт инновационных регионов — Новосибирск, Томск, Красноярск — и его нужно применить для решения практических задач. Нужна такая организация, где бы производственники задавали свои вопросы и в кооперации с учеными искали ответы на эти большие вызовы, — завершил свое выступление Михаил Котюков.

[Scyther]

Химики ИК СО РАН запатентовали полностью биоразлагаемые полимеры
https://scientificrussia.ru/articles/himiki-ik-so-ran-zapatentovali-polnostyu-biorazlagaemye-polimery

Ученые из Института катализа Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) разработали и запатентовали простую технологию получения полимеров из янтарной кислоты и спиртов, которые полностью разлагаются с помощью бактерий без вреда для окружающей среды. Как рассказал ТАСС старший научный сотрудник ИК СО РАН Александр Потапов, эти полимеры - полноценная замена полиэтилену и полипропилену, из которых делают пакеты, посуду и упаковку, и сейчас ученые проектируют пилотную установку для производства таких материалов.

 "Наши полимеры состоят из янтарной кислоты и двухатомных спиртов, например, этиленгликоля; если добавлять различные компоненты, можно менять их свойства. Срок биоразложения таких материалов - от нескольких месяцев до двух лет, причем они разлагаются в любой среде - на поверхности, в земле, и намного быстрее в воде. Эти полимеры не отличаются по своим свойствам от полиэтилена, из которого делают пакеты, и от полипропилена, из которого изготавливают стаканчики и контейнеры. Сейчас мы делаем пилотную установку для производства материала и будем предлагать его производителям", - рассказал Потапов.

По словам ученого, большинство существующих сейчас на рынке биоразлагаемых полимеров таковыми не являются. "Биоразложение - это разложение в окружающей среде без влияния человека, в России же "биоразлагаемыми" производители зачастую называют материалы на основе стандартных полимеров типа полиэтилена, в которые добавляются тяжелые металлы: чтобы материал распался, его надо несколько дней держать на солнце. Если он попадет в воду или почву или будет лежать на свалке в куче мусора, с ним ничего не произойдет. В России были прецеденты, когда суд запрещал вводить потребителя в заблуждение и называть такие полимеры биоразлагаемыми", - пояснил собеседник агентства.

Материалы, созданные в ИК СО РАН, имеют особую структуру, благодаря которой быстро разлагаются. "Полимер состоит из длинных цепочек молекул, и чтобы бактерии смогли поглощать материал, их надо укоротить. В наших материалах длинные цепи молекул достаточно быстро распадаются в природе на короткие цепочки, которые легко усваиваются бактериями", - пояснил ученый. Побочные продукты распада - вода и небольшое количество углекислого газа.

Как отметил Потапов, цена упаковки из таких полимеров будет выше цены обычных полиэтиленовых пакетов примерно на 30-40% с учетом маржи. Янтарную кислоту можно производить как с помощью бактерий, так и путем химического синтеза, то же самое касается спиртов - это недорогое производство.

"Изначально полимеры такого типа начала делать Япония, а потом Южная Корея, и наибольшее распространение они получили в Азии. Но технология их производства была довольно сложна. Нам удалось сделать простую технологию и получить полимеры с высокой молекулярной массой, то есть с высокой прочностью", - рассказал Потапов.

[Scyther]

Стабилизация частоты излучения гиротрона отраженной волной
http://scientificrussia.ru/articles/stabilizatsiya-chastoty-izlucheniya-girotrona-otrazhennoj-volny

Ведущиеся в ИПФ работы по мощной СВЧ-электронике известны во всем мире. Одним из наиболее признанных достижений нижегородских физиков является изобретение и доведение до высокого технического уровня гирорезонансных приборов. Сегодня сверхмощные сверхвысокочастотные генераторы, изготавливаемые на Научно-производственном предприятии «ГИКОМ» в кооперации с учеными ИПФ РАН, известны и используются во многих научных центрах мира. Нижегородские физики участвуют в крупнейших мировых проектах, включая сооружение термоядерного реактора ITER во Франции. Этот проект требует применения непрерывных гиротронов с частотой 170 ГГц, мощностью 1 МВт и КПД 50%.

 Работы по дальнейшему повышению мощности и эффективности приборов продолжаются. Экспериментально продемонстрированы принципиальные возможности получения с помощью гиротронов еще большей мощности (1,5-2МВт) и более высокого (60-70%) КПД. Продолжаются исследования, направленные на создание гиротронов для управляемого термоядерного синтеза (УТС) и, в частности, ведутся работы по созданию мегаваттных приборов с возможностью ступенчатой настройки частоты. Использование таких гиротронов в плазменных установках УТС существенно повышает эффективность электронно-циклотронных систем, а также упрощает антенные системы установок.

В ходе выполнения исследований было установлено, что в гиротронах, как наиболее мощных источниках электромагнитного излучения диапазона миллиметровых волн, к изменению частоты приводит изменение питающего высокого напряжения. На нестабильность частоты также оказывают влияние: изменение тока электронного пучка, изменение энергии частиц из-за временной зависимости, компенсация пространственного заряда и расширение резонатора гиротрона из-за нагрева. Дрейф частоты гиротронов с рабочими частотами 100…300 ГГц может достигать сотен мегагерц, что крайне затрудняет использование гиротронов для диагностики плазмы и, особенно, для спектроскопии. Решить поставленную задачу ученым ИПФ РАН позволил метод использования отраженного сигнала, для чего были изготовлены специальные окна гиротрона. Расчеты оптимального по величине и задержке отраженного сигнала существенно уменьшающего изменения частоты подтверждены в экспериментах с гиротронами 10кВт/28ГГц и 1 МВт/170ГГц. В проведенном эксперименте с гиротроном с рабочей частотой 170 ГГц использование оптимизированного отражения позволило обеспечить стабильность рабочей частоты в пределах 2МГц (см. рисунок).

Предлагаемый подход позволит создать высокостабильные гиротроны для спектроскопии и диагностики плазмы.


Зависимость частоты гиротрона от магнитного поля (слева) и ускоряющего напряжения (справа) в отсутствии отражения (красные линии) и при использовании оптимального отражения (синие линии).

Авторы: А.А.Богдашов, М.Ю.Глявин, Г.Г.Денисов, А.Н.Куфтин, Ю.В.Новожилова, А.В.Чирков, А.П.Фокин (ИПФ РАН)

 

Публикации:

1.  A.V. Chirkov, G.G. Denisov, A.N. Kuftin Perspective gyrotron with mode converter for co- and counter-rotation operating modes. Appl. Phys. Lett., 106, 263501 (2015).

2.  M.Yu. Glyavin, G.G. Denisov, M.L. Kulygin, et al. Gyrotron Frequency Stabilization by a Weak Reflected Wave Radiophysics and Quantum Electronics 58, 673-683 (2016)

3.  M.M. Melnikova, A.G. Rozhnev, N.M. Ryskin, A.V. Tyshkun, M.Y. Glyavin, Y.V. Novozhilova. Frequency Stabilization of a 0.67 THz gyrotron by self-injection locking IEEE Trans. Electron Devices, 63, 3, 1288 - 1293 (2016)

[Scyther]

L’Oréal внедряет «зеленые» технологии на заводе в Калужской области
http://greenevolution.ru/2017/06/23/loreal-vnedryaet-zelenye-texnologii-na-zavode-v-kaluzhskoj-oblasti/

Заводу удалось сократить потребление воды на 77% по сравнению с 2011 годом, и достичь нулевого уровня захоронений отходов на полигонах

В марте 2016 года L’Oréal объявила об инвестициях в расширение завода в Ворсино (Калужская область). Создания новых площадей позволяет увеличить производительность предприятия в два раза, а также запустить в работу высокоэффективные современные технологии, направленные на сохранение окружающей среды.

Особое внимание в проекте расширения уделяется внедрению технологий для очистки воды, которые позволяют реализовать модернизацию локальных очистных сооружений и рециркуляцию 70% стоков воды, а также установке солнечных панелей, с помощью которых будет вырабатываться 10% потребляемой энергии в среднем в год.

L’Oréal также принимает меры для повышения эффективности использования энергии. В ноябре 2016 года заводу L’Oréal удалось получить Зеленый сертификат из Финляндии, подтверждающий потребление возобновляемых источников энергии, и сейчас завод является первой организацией, которая продвигает проект Зеленых сертификатов в России. Также завод в Ворсино является первым промышленным объектом в России, сертифицируемым по стандарту зеленого строительства LEED V. 4.

[Scyther]

General Electric приступила к разработке крупнейшего в мире лазерного 3D-принтера
http://greenevolution.ru/2017/06/23/general-electric-pristupila-k-razrabotke-krupnejshego-v-mire-lazernogo-3d-printera/

Машина сможет печатать части для реактивных двигателей и другие элементы самолетов. Также принтер можно будет применить в автомобильной и в нефтегазовой отраслях.

General Electric выделила отдел, занимающийся технологиями 3D-печати, в новую компанию, которая получила название GE Additive.

Для работы используется специальный металлический порошок. Лазер плавит порошок, и он слой за слоем образует новую деталь. В результате они получаются легче и дешевле, чем при традиционном литье.

У GE уже есть прототип промышленного принтера ATLAS, который способен печатать пока еще 2D-детали, но уже до 1 метра длинной. При этом GE уже печатает форсунки для реактивных двигателей, которые применяют в самолетах Airbus и Boeing.

Кстати, Boeing активно привлекает 3D-печать в сектор авиастроение. По прогнозам, печать титановых деталей на 3D принтере позволит компании экономить $2 - 3 млн на каждом самолете 787 Dreamliner, сообщает hightech.fm

[Scyther]

Энергоэффективное образование
http://www.sbras.info/articles/education/energoeffektivnoe-obrazovanie

Идея сочетания образования, науки и производства не нова, но ее редко удается реализовать на практике. Определенных успехов в этом добился Научно-образовательный центр энергоэффективного катализа (НОЦ ЭК), работающий на базе Новосибирского государственного университета и Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН

 По сути, НОЦ ЭК — это программа для магистрантов и аспирантов факультета естественных наук НГУ, созданная по инициативе ИК СО РАН. Научно-образовательный центр начал работу при финансовой поддержке фонда «Сколково», но важно и другое: в рамках этого проекта ИК СО РАН сотрудничал с малыми инновационными предприятиями и с крупными отечественными компаниями, такими как «Росфнефть» и «Газпром», ведь по задумке образовательный процесс ориентирован на потребности промышленности.
 
— Деятельность НОЦ ЭК формировалась исходя из того, что развивающимся предприятиям нужны не просто недавние выпускники университетов, а те, кто уже знаком с практическими задачами компаний, — подчеркивает научный руководитель Центра, заместитель директора по научной работе ИК СО РАН доктор химических наук Олег Мартьянов. — Мы убеждены: если перед нами стоит задача создать что-то новое, интересное и важное, нужно уметь довести фундаментальную работу до реального промышленного процесса.

 На этой основе сформулирована идея научно-образовательного центра: подобные структуры призваны дать предприятиям возможность не заниматься переманиванием молодых специалистов из институтов, а формировать кадры под свои нужды еще на этапе обучения.
 
В 2014 году, когда был сформирован НОЦ ЭК, в НГУ завершался переход на двухступенчатую систему обучения, состоящую из четырехлетнего бакалавриата и двухлетней магистратуры. Научно-образовательный центр стал первой программой, нацеленной на создание специалистов, готовых работать в рамках конкретного производства.
 
 — Эта программа была нужна НГУ в связи с тем, что перед ним стоит задача войти в число ведущих университетов мира. Один из важных показателей многих рейтингов — подготовка кадров не только для науки (чем мы занимались всегда), но и для реального сектора экономики, — отмечает декан ФЕН НГУ доктор химических наук Владимир Анатольевич Резников. — Самим студентам это дает дополнительную компетенцию: у них остается хорошая база, позволяющая быть учеными, но также появляется представление о том, что такое производство и как его планировать. У таких выпускников расширяется выбор потенциальных мест работы для применения своих знаний.
 
В процессе обучения студентам НОЦ ЭК помимо обязательных курсов предоставляется возможность выбора факультативов, поэтому магистранты и аспиранты фактически сами составляют свою программу. Основной акцент сделали, конечно, на естественных науках, но есть значимые вспомогательные дисциплины.
 
— Студенты изучают принципы взаимодействия с государственными органами, составление конкурсных заявок на различные программы и гранты. У них также есть курс патентного права, который пригодится в будущем всем, кто планирует заниматься научной работой, — добавляет директор Центра, начальник отдела интеллектуальной собственности ИК СО РАН Михаил Борисович Демидов.
 
Студенты НОЦ выполняют магистерские и аспирантские работы по темам, которые формулируются с участием промышленных партнеров. Основные направления — создание катализаторов для оптимальной переработки ископаемого углеводородного сырья, наноструктурированных с заданными свойствами, каталитическая переработка возобновляемых ресурсов и исследования в области альтернативной энергетики. НОЦ ЭК дает студентам возможность работать на современном оборудовании и получать знания непосредственно на практике. Например, старший научный сотрудник ИК СО РАН кандидат химических наук Татьяна Кардаш и аспирантка НОЦ Ольга Венедиктова занимаются каталитическими функциями оксида галлия и марганца, а полученные в работе данные в будущем станут частью диссертации Ольги. В рамках своей работы она проводит эксперименты в условиях in situ, то есть максимально приближенных к реальной работе катализаторов.
 
— В лаборатории структурных методов исследования мы изучаем катализаторы методом рентгеноструктурного анализа, — рассказывает Татьяна Кардаш. — Это позволяет нам определить фазу и структуру вещества, которые определяют его свойства. Так, например, Al2O3: альфа-оксид алюминия будет высококристаллической керамикой, а гамма — эффективным для катализа веществом, поверхность которого хорошо стабилизирует активные частицы.



Также сотрудники НОЦ ЭК совместно с резидентом новосибирского Академпарка фирмой «Тион» работали над установкой по очищению воздуха от углекислого газа: они создали и протестировали полупромышленный прототип системы.
 
— Контроль климата и состава атмосферы в помещениях очень важен, ведь от него зависит здоровье людей, которые там находятся, — объясняет научный сотрудник ИК СО РАН кандидат химических наук  Владимир Деревщиков. — Один из параметров, которые нужно контролировать, — это концентрация углекислого газа. Если его количество становится больше 0,5 %, состояние человека сильно ухудшается, поэтому в офисных помещениях целесообразно очищать воздух специальными установками — в больших городах зачастую недостаточно просто проветрить комнату, открыв окно. Мы попытались создать такое устройство и разработали композитные сорбенты, которые должны эффективно очищать воздух от СО2.
 
Несмотря на четкую ориентацию на промышленность, у НОЦ ЭК достаточно сильно развито крыло фундаментальных исследований. На этапе создания Центра были выдвинуты определенные условия, то есть обозначены показатели, которых программа должна была достичь: сегодня почти все нормы перевыполнены. Так, студенты НОЦ за три года приняли участие в создании более ста (вместо требуемых тридцати) публикаций в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, в том числе совместно с инновационными компаниями. За это время также было оформлено 15 заявок на получение международных и российских патентов, многие из которых уже одобрены, и этот показатель тоже превышен в два раза. Кроме того, многие магистранты и аспиранты участвовали в конференциях, лекциях и летних школах, которые организовывали фонд «Сколково» и Сколтех. Но основной успех, пожалуй, в том, что студенты смогли попробовать себя на разных этапах научной работы.
 
В общей сложности на выполнение научно-исследовательских работ и реализацию образовательной программы НОЦ ЭК привлек более 300 миллионов рублей. Магистранты и аспиранты были отмечены стипендией Президента РФ для молодых ученых, стипендией благотворительного фонда Владимира Потанина, а также дипломами различных международных и российских конкурсов, конференций и симпозиумов. Всего через программу обучения прошли двадцать магистрантов и пятнадцать аспирантов.
 
— Я думаю, число студентов, которые защищают у нас дипломы, — это главный показатель успешности проекта, — говорит ответственный за учебную часть, ученый секретарь ИК СО РАН доктор химических наук Денис Козлов. — Подобные программы нечасто могут похвастаться таким набором, к тому же к нам поступают студенты не только из НГУ, но и из других университетов и регионов России. Мы рассчитываем, что НОЦ ЭК будет востребован в промышленности, ведь он не только дает ребятам знания, но еще и развивает предпринимательские навыки, учит успешно планировать и реализовывать научные проекты.

[Scyther]

Ученые объяснили форму птичьих яиц
https://naked-science.ru/article/sci/uchenye-obyasnili-formu-ptichih-yaic

После тысячелетних споров ученые сумели объяснить, с чем связана узнаваемая форма птичьих яиц – с их способностью летать.

Форма птичьего яйца знакома и понятна людям из любой части мира – округлая, заостренная с одного конца и тупая с другого, она давно интригует естествоиспытателей. Объяснить такую форму пытался еще Аристотель, а Джонатан Свифт построил вокруг нее целый межгосударственный конфликт среди лилипутов. Современным детям часто говорят, что такая форма не позволяет яйцу укатиться слишком далеко от гнезда.

Надо сказать, что при соблюдении одинаковых общих принципов у разных видов птиц форма яиц может заметно отличаться, от почти круглых у сов до сильно вытянутых у колибри. Объяснить разом и сходства, и различия этих форм удалось команде принстонского биолога Мэри Стоддард (Mary Stoddard). Их статью публикует журнал Science.

Авторы воспользовались роскошной коллекцией птичьих яиц и гнезд, хранящейся в Музее зоологии позвоночных в Беркли. Оцифрованные снимки яиц более чем 1400 видов птиц выложены в Интернет, и Мэри Стоддард с коллегами оставалось лишь написать программу, которая распознает их на фотографиях и быстро определяет точную длину, ширину и форму.

Программа Eggxtractor проделала это автоматически для почти 50 тыс. яиц из онлайн-коллекции музея и рассчитала «вытянутость» каждого – коэффициент эллиптичности, показывающий, насколько далеко оно от идеальной сферической формы. Авторы получили нечто вроде «карты», на которой яйца птиц разных видов распределены в зависимости от величины этого коэффициента, а также от степени заостренности – разницы между тупым и острым концом.



Ученым долго не удавалось определить другие признаки, характерные для птиц, несущих яйца той или иной формы. Она слабо коррелировала и с типом гнезда, и с численностью потомства, как предполагали некоторые гипотезы. Однако в конце концов такой признак нашелся: форма крыла, которая связана с необходимостью в активном полете. Виды, чаще и дальше летающие, несут более вытянутые и остроконечные яйца. Те, кто летает лишь изредка, несут округлые.

Ученые предполагают, что такая форма позволяет активно летающим птицам лучше поддерживать аэродинамику полета и сохранять подходящую для этого форму тела. Более широкая и округлая форма требует более широкого тазового пояса для родов (при сохранении того же объема яйца), что могло бы не лучшим образом сказаться на летательных способностях птицы. И общий план птичьего яйца, и вариации его формы связаны не с гнездом и не с местом гнездования, а с полетом и с законами аэродинамики.

Задается эта форма не скорлупой, а лежащей под ней мембраной, точнее говоря, ее толщиной и натяжением на разных участках формирующегося яйца. Чтобы продемонстрировать это, Мэри Стоддард и ее коллеги создали компьютерную модель, в которой, варьируя эти параметры, смогли получить «птичьи яйца» всех природных форм, от круглых до остроконечных.


Fig. 3 Biophysical model of egg shape.

(A) An axisymmetric egg is described by a planar curve C that, when revolved around the axis of symmetry (z axis), yields the surface of the egg, with radial and angular coordinates Embedded Image parametrized by a curvilinear material coordinate σ defined relative to one of the poles of the egg. There is a uniform pressure difference P across the membrane, a thickness-integrated axial stress Embedded Image and a thickness-integrated azimuthal stress Embedded Image that together characterize the three principal stresses at every location along the axisymmetric egg membrane. Here, Embedded Imageis the unit vector in the normal direction and Embedded Image and Embedded Imageare the two orthogonal tangent directions pointing in the axial and azimuthal directions along the membrane surface. The stiffnesses in the axial and azimuthal direction are given by Embedded Image and link the stresses to the elastic strains driven by the pressure difference across the membrane (see text and supplementary materials for details). O is the Cartesian origin. (B) Schematic representation of the reparameterization/growth process. The initial reference shape Embedded Imagegrows to Embedded Image after one growth step, driven by the scaled pressure Embedded Image and the ratio of azimuthal to axial stiffness Embedded Image (see text and supplementary materials for details). This new shape is then used as a reference shape in the next growth step, yielding an iterative approach to morphogenesis. (C) Experimentally observed variations in egg membrane thickness taken from Fig. 3 of Balch and Tyler (25) allow us to fit a simple power law and parametrize the functions Embedded Image (see supplementary materials) and therefore Embedded Image, Embedded Image. (D) A spherical egg grows into a classic chicken egg that is both elliptical and asymmetrical in 45 discrete growth steps following the protocol in (B). (E) The full avian morphospace can be generated using different functional forms for the scaled ratio of azimuthal to axial stiffness and the scaled pressure, Embedded Imagerespectively (see text and supplementary materials for details).

[Scyther]

Названо ключевое отличие человека от животных
http://www.mk.ru/science/2017/06/22/nazvano-naibolee-klyuchevoe-otlichie-cheloveka-ot-zhivotnykh.html

Таковым объявлено умение хорошо запоминать последовательную информацию

В последнее время ученые все чаще убеждаются, что многие животные отличаются от людей не так сильно, как принято считать. Тем не менее, некий «козырь» позволил именно человеку стать венцом эволюции. Группа специалистов, представляющих Городской университет Нью-Йорка и Стокгольмский университет, предположила, что главным секретом успеха людей можно назвать способность запоминать большое количество последовательной информации.

Исследователи обобщили информацию, полученную в ходе 108 различных экспериментах на птицах и млекопитающих. Как выяснилось, многие животные без особых проблем запоминали, как следует реагировать на том или иной стимул, однако если от них требовалось запомнить цепочку событий, это вызывало большие затруднения. В частности, в некотроых из экспериментов от животных требовалось определённым образом реагировать на серию световых сигналов — учёные в определённом порядке зажигали красную и зелёную лампочки. Если комбинация оказывалась сравнительно длинной, запомнить её животным удавалось с огромным трудом. При этом отличить друг от друга отдельные сигналы им удавалось не хуже, чем людям.

Также специалисты обращают внимание на то, что порой животные могут понимать отдельные слова, однако некоторые аспекты языка остаются для них недоступными — в частности, звери и птицы неспособны осознать разницу между предложением «собака укусила женщину» и «женщина укусила собаку», поскольку не воспринимают последовательность слов как нечто значимое.

По мнению учёных, именно способность запоминать последовательную информацию позволила человеку развить способность планировать свои действия и логически рассуждать, а также изобрести сложные языки, математику и такие игры, как шахматы.

Стоит отметить, что переоценивать «отставание» животных от человека тоже не следует — некоторые исследования показывают, что пение птиц во многом похоже на человеческую речь, шимпанзе способны учить «иностранные языки», если попадают в другую стаю, а признаки «личности» можно обнаружить даже у таких древних животных, как акулы.

[Scyther]

Российские ученые нашли способ создать "людей-ящериц"
http://www.mk.ru/science/2017/06/22/rossiyskie-uchenye-nashli-sposob-sozdat-lyudeyyashheric.html

Подошва лапки геккона покрыта мельчайшими ворсинками. Справа лапка геккона в 30-кратном увеличении.

А помогли им в этом обыкновенные гекконы

Материал, разрушающий все привычные представления о человеческих возможностях, создали российские ученые из Института физики полупроводников им. Ржанова СО РАН. Он максимально точно копирует структуру лапок геккона, которые обладают большой силой сцепления с поверхностью. В перчатках и обуви, сделанных из такого материала, человек может подниматься по любой вертикальной поверхности, даже по стеклу, не прилагая особых усилий. При этом можно еще нести на себе много килограммов «полезной нагрузки»! Чем не инновация, которая может пригодиться во многих отраслях: в строительном деле, в космонавтике, в медицине. Но наши ученые, как всегда, теоретически и экспериментально опережающие западных коллег, рискуют уступить первенство из-за нехватки средств.

Как сообщили «МК» в лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН, еще лет 15 назад люди не знали, как геккон удерживается на вертикальной поверхности, независимо от ее свойства и степени загрязнения. Считалось, что адгезивные свойства ему придает специальный клей, вырабатываемый организмом. Однако когда появилась возможность рассмотреть конечности ящерицы под электронным микроскопом с высочайшим разрешением, исследователям открылась истина. На самом деле на каждой лапке этого существа присутствует еще 10 в 8-й степени нанолапок, с виду напоминающих тончайшие волоски, сцепляющихся с опорной поверхностью посредством сил межмолекулярного взаимодействия.

В институте решили воссоздать структуру лапки геккона из полимера при помощи особой технологии, благодаря которой удалось создать на малюсеньких столбиках «подошвы» (их диаметр, только представьте — несколько микронов!) нановолоски. Если такую пластину приложить к стене, она «намертво» сцепляется с ней. Это могло бы, по мнению разработчиков, оказаться полезным в медицине и во многих отраслях промышленности. В частности, в будущем можно было бы отказаться от традиционных креплений тяжелых предметов, например телевизоров, на стены. Их можно было бы просто «прилеплять», выполнив заднюю панель из геккон-адгезива. «Почти у всех, кому мы демонстрируем свой материал, возникает законный вопрос: «А как можно отлепить обратно от стены вашу «гекконовую лапку»?» — говорит руководитель лаборатории Виктор Принц. — На что мы отвечаем: «Точно так же, как это делают ящерицы: они не поднимают лапы прямо перпендикулярно поверхности, а как бы изгибают их, постепенно меняя угол сцепления нанолапок, и последовательно отрывают один ряд нанолапок за другим. От этого, кстати, они и движутся не слишком быстро по сравнению с другими ящерицами». Сила сцепления лапок геккона с поверхностью такова, что одна ящерица теоретически могла бы удержать на себе вес взрослого человека! Наш образец размером 200 см2 может удерживать до 300 кг (!).



Старший научный сотрудник ИФП СО РАН Владимир Селезнев за работой по формированию геккон-адгезива.

Было бы странно, если бы такая возможность не привлекла внимания и западных ученых. В настоящее время известны результаты китайских и американских исследователей. Правда, у первых срок жизни «лапок» не велик, они быстро теряют свои свойства в процессе эксплуатации. Зато у исследователей американской организации, работающей под эгидой Пентагона, результаты оказались куда более впечатляющими: их испытатель в надетых на руки перчатках из аналога геккон-адгезива поднялся по стеклянной вертикальной поверхности на высоту 8 метров.

«Не знаю, почему их «человек-геккон» смог достичь только этой высоты? — комментирует результаты заокеанских коллег Принц. — Возможно, потому, что они все-таки не достигли долговечности материала. Иными словами, наш испытатель, если бы мы смогли дойти до таких испытаний, смог бы залезть и на небоскреб. Просто разница между нами и нашими американскими конкурентами в том, что наша разработка до сих пор не востребована в стране. На те 2 миллиона рублей, которые были выделены в рамках Федеральной целевой программы, мы смогли создать только наш образец размером с книжку и провести испытания. Для сравнения, финансирование американского проекта превышает наше в сотни раз. Если бы только в 10 раз, мы бы завершили разработку».

[Scyther]

Коллапс популяции можно предсказать по уменьшению среднего размера особей
http://scientificrussia.ru/articles/kollaps-populyatsii-mozhno-predskazat-po-umensheniyu-srednego-razmera-osobej

Коллапс популяции живых существ можно предсказать заранее — по уменьшению среднего размера входящих в нее особей. К такому выводу пришли ученые из университетов Цюриха (Швейцария) и Тасмании (Австралия), изучив данные по разным видам китообразных в XX веке. Их статью об этом, опубликованную в журнале Nature Ecology & Evolution, пересказывает пресс-релиз Цюрихского университета.

 На протяжении прошлого века популяции нескольких видов китообразных катастрофически сократились из-за чрезмерно интенсивного вылова, ради ворвани, китового жира и мяса. Швейцарско-австралийский коллектив изучил данные о синих китах, финвалах, сейвалах и кашалотах, собиравшиеся с 1900 года. Оказалось, что у всех из них средний размер особей в популяции начинал падать за десятилетия до коллапса.

Например, средняя длина тела кашалотов, измеренных в 1980-х годах, была на четыре метра меньше, чем в 1905-х. «Это означает, что тревожные сигналы были заметны уже за 40 лет до коллапса популяции», — объяснил ведущий автор исследования, эколог Кристофер Клементс (Christopher Clements) из университета Цюриха.

Авторы статьи полагают, что те же выводы можно распространить и на других животных — в том числе, на промысловых рыб, многие виды которых сейчас тоже находятся под угрозой из-за больших объемов вылова.

[Scyther]

Компьютер подскажет, как собрать больше урожая
https://scientificrussia.ru/articles/kompyuter-podskazhet-kak-sobrat-bolshe-urozhaya

Ученые из университета Иллинойса в Урбана-Шампейн (США) и Партнерского института вычислительной биологии в Шанхае (Китай) совместно разработали компьютерную программу, производящую трехмерное моделирование процесса роста различных сельскохозяйственных растений в разных условиях. Статью об этом, опубликованную в журнале BioEnergy Research, пересказывает пресс-релиз Университета Иллинойса

 С помощью этой программы фермеры могут заранее рассчитать, как сажать растения и как за ними ухаживать, чтобы собрать максимальный урожай. В частности, авторы статьи произвели подобные расчеты для плантаций сахарного тростника и пришли к выводу, что оптимальным было бы сажать его двойными рядами (а не одинарными, как принято сейчас), ориентируя их с севера на юг и выбирая сорта с более горизонтально расположенными листьями.

«Эта модель может быть применена и к другим культурным растениям, выращиваемым в различных условиях», — подчеркнул Ю Ван, постдок из университета Иллинойса и ведущий автор данного исследования.

Авторы статьи рассчитывают, что их метод будет становиться все актуальнее по мере того, как посадки сельскохозяйственных растений будут все больше роботизироваться.