В нынешнем году семь молодых ученых Уральского отделения РАН стали обладателями стипендий Президента РФ для аспирантов. Конкурс был жестким: из 4682 заявок победителями признаны лишь 500 человек по всей стране. Стипендия в размере 75 тысяч рублей ежемесячно — не просто материальная поддержка, но и признание значимости исследований для научно-технологического развития России. Диапазон тем широк: от философии и археологии до физики конденсированного состояния и биотехнологий. Каждый из стипендиатов работает на переднем крае своей науки, решая задачи, которые еще вчера казались неразрешимыми.

Ирина Виноградова, Институт философии и права УрО РАН
Партии в цифровую эпоху

Когда политические партии переходят в онлайн, меняется все — от механизмов взаимодействия с избирателями до самой природы партийной конкуренции. Именно эти процессы изучает Ирина Виноградова и не просто наблюдает за трансформацией, но создает инструменты для ее измерения.

— Сегодня цифровые технологии существенно трансформируют традиционные механизмы взаимодействия между партиями, государством и обществом, — поясняет Ирина. — Этот фактор значительно влияет на политическую конкуренцию, электоральное поведение и институциональное развитие партий.

Ирина впервые в отечественной науке разработала модель оценки цифровизационного потенциала политических партий и провела сравнительный анализ всех парламентских партий России. Она создала методики оценки мультиплатформенности цифровой архитектуры партий, степени электорального проникновения социальных сетей и индекс партийного персоноцентризма — показатель того, насколько бренд партии сфокусирован на личности ее лидера. Для исследования собраны экспертные интервью с руководителями IT-направлений всех парламентских партий.

Ирина Виноградова — не только исследователь, но и практик: как руководитель регионального отделения одной из парламентских партий, она заинтересована во внедрении объективных измеримых показателей в реальную политическую деятельность. Ее работа уже отмечена премией холдинга Минченко Консалтинг для молодых политтехнологов и премией «Выбор» Российской ассоциации политических консультантов.

Богдан Фоминых, Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН
Электроны без массы

Представим себе материал, в котором электроны ведут себя так, словно у них почти нет массы, и при этом они защищены от рассеяния самой топологией электронной структуры. Таковы свойства топологических материалов, которые исследует Богдан Фоминых под руководством главного научного сотрудника лаборатории низких температур ИФМ УрО РАН доктора физико-математических наук Вячеслава Марченкова.

Топологические изоляторы и полуметаллы — новый класс соединений с экзотическими свойствами, которые могут революционизировать электронику. Вместе с коллегами Богдан всесторонне изучает физические свойства этих материалов: от синтеза кристаллов до комплексной аттестации методами рентгеноструктурного анализа и сканирующей электронной микроскопии, измерения электро- и магнитотранспортных свойств в широком диапазоне температур и магнитных полей.

Экспериментальные данные дополняются теоретическими расчетами электронной структуры. Результат — установление взаимосвязи между кристаллической структурой, электронным строением и макроскопическими свойствами материалов. Эти исследования открывают перспективы для применения в спинтронике, микро- и наноэлектронике — областях, где каждый нанометр на счету.

Богдан Фоминых руководит молодежным проектом ИФМ УрО РАН, является исполнителем в молодежном проекте РНФ и участвует в выполнении хозяйственных договоров с промышленными предприятиями. Его работы опубликованы в высокорейтинговых научных журналах и представлены на престижных международных конференциях.

Даниил Шошин, ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН
От наночастиц к надоям

— Вопросы продовольственной безопасности и антибиотикорезистентности побуждают нас к детальному анализу физиологических возможностей организма. Раскрывая глубокие механизмы функционирования живого, мы постепенно идем к их направленной регуляции, — отмечает молодой ученый. 

Даниил разрабатывает сложные поликомплексные кормовые добавки на основе ультрадисперсных частиц, которые поверхностно легируются растительными экстрактами и адсорбируются на органической матрице. Эта композиция не только нивелирует токсический эффект от применения высокореактивных наночастиц, но и выступает альтернативой антибиотикам — стимуляторам роста.

Механизм действия следующий: препарат постепенно деградирует в рубце крупного рогатого скота, способствуя направленной реорганизации микробного населения и подавляя условно-патогенные штаммы. При этом увеличивается выработка необходимых для животных веществ и уменьшается экологическая нагрузка на окружающую среду. «Животные хорошо себя чувствуют и интенсивно набирают массу», резюмирует исследователь.

Даниил — лауреат премии губернатора Оренбургской области и соавтор более 50 научных работ, включая публикации в высокорейтинговых журналах и патенты на изобретения. Как заместитель председателя Совета молодых ученых ФНЦ БСТ РАН он участвует в организации мероприятий в рамках Десятилетия науки и технологий — «Ученые — в школы», «Наука 0+», экскурсионные программы для студентов.

Михаил Завьялов,  Институт химии твердого тела УрО РАН
Энергия без углерода

«Актуальность нашего исследования обусловлена острой необходимостью перехода к ресурсосберегающей и углеродно-нейтральной энергетике», — формулирует задачу Михаил Завьялов. Твердооксидные топливные элементы способны с высоким КПД напрямую преобразовывать химическую энергию топлива в электричество, а кислород-проницаемые мембраны — каталитически превращать углеводороды. Это ключевые технологии для распределенной энергетики и снижения экологической нагрузки. Но их широкое применение сдерживается недостаточной эффективностью материалов.

Михаил предлагает комплексный подход: впервые в мировой науке для анодных материалов детально исследуется система, где совместное легирование различными катионами позволяет тонко настраивать электронную структуру, кислородную подвижность и термодинамическую стабильность. Научная новизна — в стратегии целенаправленного введения никеля с последующим контролируемым высвобождением каталитически активных наночастиц непосредственно в рабочих условиях. 

— Этот метод in situ формирования катализатора позволяет динамически адаптировать материал к эксплуатационной среде. Никелевые наночастицы проявляют высокую активность без риска дезактивации, характерного для традиционных материалов, — поясняет исследователь.

На базе ИХТТ УрО РАН создаются специализированные установки для испытаний в условиях, приближенных к промышленным. Михаил Завьялов — автор шести статей в высокорейтинговых международных журналах и обладатель патента на изобретение «Способ получения синтез-газа».

Дмитрий Акулов, Институт химии твердого тела УрО РАН
Свет из прошлого излучения

Термолюминесцентная дозиметрия — это способ измерить дозу полученного излучения по свечению специальных материалов при нагревании. К настоящему времени разработано множество таких материалов, но большинство их них чувствительны только к определенным типам излучения и не реагируют на нейтронное, доля которого в реальных условиях может быть велика.

Дмитрий Акулов начал исследование оптических материалов еще в бакалавриате Института естественных наук и математики УрФУ, продолжил в магистратуре и в аспирантуре ИХТТ УрО РАН. Его фокус — фторфосфаты щелочных и щелочноземельных металлов, одно из наиболее перспективных направлений.

Молодой ученый разработал ряд новых высокоэффективных детекторов на основе фторфосфатов, обладающих необходимым набором дозиметрических характеристик. Оптические свойства этих соединений ранее никто не изучал, а одно из них в чистом виде получено впервые. Установлена природа структурных дефектов, участвующих в накоплении и высвобождении дозиметрической информации, предложен оригинальный способ увеличения дозовой чувствительности. Впервые показано, что при введении редкоземельных элементов возможны два механизма усиления термолюминесценции. Предложена модель, объясняющая различные механизмы усиления сигнала.

Значимость работы оценена не только президентской стипендией, но и грантами РНФ, стипендией и премией губернатора Свердловской области за лучшую работу в области инженерных наук. Результаты регулярно публикуются в российских и зарубежных рецензируемых журналах.

Анастасия Новокшонова, Институт экологии и генетики микроорганизмов ПФИЦ УрО РАН
Замена пероксидазе

В клинической лабораторной диагностике широко используются тест-системы на основе колориметрических иммуноанализов. Обычно в них применяется фермент пероксидаза хрена, генерирующий сигнал анализа. Однако у этого эффективного фермента целый ряд недостатков: высокая стоимость, заметные различия в активности от партии к партии и чувствительность к физико-химическим воздействиям.

Анастасия Новокшонова сосредоточилась на разработке иммуноанализа без пероксидазы. Она предлагает использовать наночастицы берлинской лазури, обладающие аналогичной каталитической активностью. Преимущества очевидны: более высокая физико-химическая стабильность, дешевизна производства и отсутствие особых условий хранения. Исследование направлено на разработку и оптимизацию иммуноанализа с использованием этих наночастиц, что позволит повысить эффективность диагностических процедур и решить актуальные проблемы, связанные с традиционными ферментными реагентами.

Анастасия активно участвует в научных конференциях и семинарах, представляя результаты своих исследований и привлекая внимание ученых к перспективам использования наночастиц берлинской лазури в клинической диагностике. Ее работа — яркий пример того, как фундаментальные исследования в области нанотехнологий напрямую выходят в медицинскую практику.

Андрей Смертин, Институт гуманитарных исследований ПФИЦ УрО РАН
Железо средневекового Прикамья

Андрей Смертин изучает металлургию и металлообработку железа в Верхнем и Среднем Прикамье в конце XI — начале XV в. Уровень черной металлургии — один из важнейших показателей развития средневекового государства. Цель исследования молодого ученого — охарактеризовать полный технологический цикл изготовления железных изделий с точки зрения развития производственных традиций средневекового населения Прикамья.

В отличие от классических археологических исследований, в которых уделяется большое внимание морфологии изделий, Андрей использует методы естественных наук. В основу работы положен метод археометаллографии — изучения структуры древних металлических артефактов и способов их изготовления. Традиции производства могут говорить о межкультурном взаимодействии, технико-технологических новациях и заимствованиях.

Прикамье находится на перекрестке Европы и Азии, поэтому местные племена имели как собственные традиции в ремесле, так и инокультурные, европейские и азиатские, заимствования. Формирование достоверной исторической картины возможно только при сочетании разных научных направлений, и археометаллография предоставляет для этого уникальные возможности.

Вадим МЕЛЬНИКОВ