Кооперация

Горный институт Пермского ФИЦ УрО РАН и Пермский краеведческий музей подписали соглашение о сотрудничестве, которое предусматривает проведение совместных выставок, образовательных и научно-исследовательских мероприятий, а также подготовку научных и научно-популярных изданий. Одним из ключевых направлений партнерства станет участие ученых института в создании раздела экспозиции музея «Пермский период», посвященного истории геологии и горных наук Пермского края, а также современным исследованиям в этой области.

Директор Горного института УрО РАН член-корреспондент Лев Левин отметил, что сотрудничество с музеем имеет большое значение как для научного сообщества, так и для региона:

— Горный институт, пермская школа аэрологии и геофизики, а также ученые других лабораторий многое сделали для изучения и промышленного освоения геологических богатств Пермского края. Совместные проекты с музеем помогают нам по-новому увидеть и оценить этот вклад. Однако речь идет не только о прошлом. В новой экспозиции планируем рассказать об актуальных разработках, представить их авторов в зале «Герои науки», а также поделиться документами и фотоматериалами из наших архивных и музейных фондов, чтобы показать, как рождаются современные научные решения. И, конечно, мы готовы содействовать музею в формировании коллекции калийных солей, которая органично дополнит раздел «Пермский период».

Цифровая трансформация горно-металлургических предприятий стала основной темой дискуссий в стенах Технического университета УГМК (Верхняя Пышма). Симпозиум, собравший более 350 представителей науки и бизнеса, был организован при поддержке Уральского отделения РАН.

В течение двух дней, 18–19 февраля, участники обсуждали практические механизмы внедрения научных разработок в производство — от цифровых двойников до интеллектуальных систем управления. На открытии форума выступил первый заместитель губернатора Свердловской области — министр промышленности и науки региона Алексей Шмыков (на фото ниже).

— Свердловская область исторически и по праву считается промышленным центром страны, — отметил А. Шмыков. — Но последние годы показали, что опираться только на традиционные подходы уже недостаточно. Мир стремительно меняется, и ответ на эти изменения — цифровая трансформация, новые научные исследования и реальное внедрение технологий на производстве.

Результаты четырехлетних исследований на уральском карбоновом полигоне позволяют биологам однозначно утверждать: лучше всего свободный углерод атмосферы связывает именно сосна. Она на 15 % эффективнее ели и пихты даже в условиях потепления климата.

Карбоновый полигон — это участок природных ландшафтов, где отрабатываются методики учета эмиссии и депонирования парниковых газов. Еще в феврале 2021 года Министерство науки и высшего образования РФ запустило пилотный проект по созданию в регионах России карбоновых полигонов для разработки и испытаний технологий контроля углеродного баланса. Одним из первых в стране стал карбоновый полигон Свердловской области — «Урал-Карбон». Он включает два основных участка на территориях Коуровской астрономической обсерватории УрФУ и Уральского учебно-опытного лесхоза Уральского государственного лесотехнического университета. Оба участка суммарной площадью около 300 га представлены относительно малоизмененными таежными лесами. Участники проекта «Урал-Карбон» — Уральский государственный лесотехнический университет, Уральский федеральный аграрный университет, Институт экологии растений и животных, Институт промышленной экологии, Институт математики и механики, Ботанический сад УрО РАН.

Ученые из Института физики металлов Уральского отделения РАН (Екатеринбург) и Томского научного центра СО РАН изучили механизмы разрушения образцов изделий с биоподобной ячеистой структурой из полимолочной кислоты, напечатанных на 3D-принтере, и определили их оптимальную структуру и плотность для использования в авиакосмической технике и машиностроении. Результаты проведенных баллистических экспериментов представлены в высокорейтинговом журнале Polymer.

«Нити из полимолочной кислоты являются перспективным биоразлагаемым полимером, который можно получать из сахарного тростника, кукурузы и других возобновляемых источников. Уникальность произведенных из них изделий и конструкций заключается в следующем: во-первых, особая ячеистая структура подсказана самой природой, во-вторых, использование не наносит урона окружающей среде, в-третьих, их одновременно отличает легкость, жесткость и прочность», — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории математического моделирования физико-химических процессов в гетерогенных системах ТНЦ СО РАН кандидат физико-математических наук Оксана Владимировна Иванова.

Получить подобные изделия традиционными способами нельзя, это стало возможным лишь благодаря развитию технологий 3D-принтинга и методов послойного наплавления. Ученые из Екатеринбурга разработали специальную компьютерную программу. С ее помощью создается трехмерная цифровая модель образцов, которая затем делится на слои (это необходимо для последующего процесса печати), после чего генерируется специальный код, содержащий все необходимые параметры печати и инструкции для 3D-принтера.

Ученые из Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН и Института экологии растений и животных УрО РАН провели исследование, направленное на изучение суточных ритмов активности массовых и наиболее разнообразных в Арктике наземных артропод (коллембол, почвенных клещей, двукрылых, пауков, жуков) в естественных условиях постоянного освещения. Целью работы было выяснить, сохраняют ли эти организмы циркадную периодичность активности в полярный день и выявить, какие факторы обуславливают их активность в этих условиях.

Циркадные ритмы – это ритмы, период которых составляет около 24 часов. Они характерны для всех живых организмов и регулируют множество биологических процессов, включая динамику локомоторной активности. Изучение этих ритмов имеет важное значение для понимания поведения и адаптации животных к условиям среды.

Институт экономики УрО РАН посетил директор Экспертного института и Центра исследования производительности Высшей школы экономики (Москва) Илья Воскобойников.

Это уже не первый визит гостя на Урал: он сотрудничает с местными коллегами в рамках проекта Russia KLEMS, который является частью международной инициативы, позволяющей, благодаря единым стандартам сбора и обработки данных, проводить межстрановые сопоставления производительности на уровне отдельных отраслей — например, сравнивать текстильную или добывающую промышленность в России с аналогичными отраслями в Китае, Индии, Германии или США. Собственно, KLEMS — аббревиатура из 5 латинских букв, означающих факторы производства: капитал (K), труд (L), энергия (E), материалы (M) и услуги (S).

Ученые Института экологии растений и животных УрО РАН, Уральского федерального университета, Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН при участии Абаканского клуба спелеологов исследовали пещеру Инейская в Хакасии, которая, как полагают исследователи, долгое время являлась логовом пещерных гиен. Вероятно, это крупнейшее такое логово в Азии. Также в пещере были обнаружены останки мамонтов, носорогов, бизонов, оленей и других древних животных. Всего палеонтологи набрали порядка 400 кг костей, часть отправлена в Екатеринбург.

— В России есть еще одна подобная пещера — Пещера имени Географического общества на Дальнем Востоке, но она была раскопана еще в советское время. Все найденные там материалы хранятся в Зоологическом институте РАН в Санкт-Петербурге, но даже там не столь много остатков гиен и, к примеру, нет целых черепов. У нас же два целых черепа — это очень большая редкость. Их находки в России можно посчитать по пальцам одной руки. В итоге один череп остался в Абакане, второй отправили для изучения в Екатеринбург, — рассказал старший научный сотрудник лабораторий палеоэкологии ИЭРиЖ УрО РАН и естественнонаучных методов в гуманитарных исследованиях УрФУ кандидат биологических наук Дмитрий Гимранов.

Ученые ФИЦКИА УрО РАН и СПбГУ выяснили, как прудовики приспособились к жизни в термальных источниках. География исследований, которые длились около 15 лет, охватывает Камчатку, Байкал, Пым-Ва-Шор (термальное урочище в Ненецком автономном округе), а также ряд геотермальных зон в Казахстане, Таджикистане, Исландии и Канаде. Как выяснили зоологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения РАН (Лаверовский центр, Архангельск) и Санкт-Петербургского государственного университета, проникновение моллюсков-прудовиков в экстремальную для них среду обитания привело к формированию особых экологических рас. 

Пресноводные улитки-прудовики занимают достаточно широкую экологическую нишу. Они питаются как живыми растениями, так и разлагающейся органикой (детритом), обеспечивая илообразование в водоемах, и сами служат кормовой базой для рыб и птиц. Это очень распространенное семейство, встречающееся от высоких широт до экватора.

В условиях умеренной зоны зимой в замерзающем водоеме моллюски погружаются в спячку. Однако геотермальные источники — своеобразная природная среда, для которой характерны круглогодичная высокая температура (может достигать +100 °C, прудовики способны выживать при температуре до +40 °C), высокий уровень минерализации воды и дефицит кислорода. Моллюски в такой среде остаются активными круглый год и могут размножаться во все сезоны. В подобных местообитаниях снижено «давление» хищников и конкурентов, что также создает серьезное экологическое преимущество. Но чтобы существовать в таких специфических условиях, живой организм должен выработать определенные адаптации.

Экспедиция, организованная в рамках соглашения о сотрудничестве между Институтом геологии Коми научного центра и Геологическим институтом РАН, в июне этого года изучала среднеюрские отложения Мезенской синеклизы. В бассейне р. Вычегды палеонтологи обнаружили и извлекли почти полный скелет морского ящера — плезиозавра, относящийся к батскому ярусу юрского периода (примерно 168 миллионов лет назад). Плезиозавры жили на нашей планете с триасового по меловой периоды (227−66 млн лет назад). Некоторые представители отряда достигали размера 10–13 м. Обитали в соленых водах морей и океанов, питались рыбой и моллюсками.

Это не первый совместный выезд коллег из Москвы и Сыктывкара, но ранее удавалось найти лишь фрагменты вымерших животных. По словам научного сотрудника лаборатории палеонтологии Института геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН П.А. Безносова, «находка была в каком-то смысле предсказуема, но не ожидаема… Мы надеялись, что кроме отдельно найденных костей нам попадется еще что-то, но то, что это будет сочлененный скелет, конечно, не ожидали».

Палеонтологи предполагают, что пресмыкающееся легло на достаточно плотный, но мягкий ил на дне морского пролива вдоль западного склона Тимана. Голова и шея быстро погрузились в ил, а основную часть туловища начали объедать падалееды — характерные ходы сохранились в осадке.

О. Костерин, сотрудник ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» совместно с коллегой П. Горбуновым из Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН выпустил большую иллюстрированную работу о дневных бабочках, обитающих на Камчатке. Результаты, полученные в ходе нескольких экспедиций, опубликованы в качестве приложения к «Амурскому зоологическому журналу» Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена.

— В область моих научных интересов помимо генетики растений входит фауна и таксономия стрекоз, которыми я занимаюсь в свободное время, но часть его я посвящаю и дневным бабочкам, — рассказывает ведущий научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Олег Энгельсович Костерин. — Так инстинкт путешественника и любознательность тоже конвертируются в научную работу. Обстоятельно побывать на Камчатке удалось три раза: в 1991-м, 1992-м и 2003 годах. Из-за климатических изменений на полуострове стала чаще устанавливаться хорошая погода, поэтому в высокогорьях центральных районов стало возможно встретить многие виды бабочек, которые ранее не попадались другим исследователям. Их обнаружил коллега из ИЭРиЖ УрО РАН, известный специалист по изучению чешуекрылых России и Казахстана, инженер-исследователь лаборатории биоцентрических процессов Павел Юниевич Горбунов. Я исследовал прибрежные территории, где разнообразие бабочек меньше.

По обоюдной и взаимополезной договоренности с коллегами из газеты Сибирского отделения РАН «Наука в Сибири» об обмене информацией «НУ» продолжает публиковать материалы о сотрудничестве сибирских и уральских академических ученых.

Метод ускорительной масс-cпектрометрии позволяет узнавать возраст археологических находок, устанавливать степень радиоуглеродного загрязнения местности, проводить испытания лекарственных препаратов и даже раскрывать уголовные преступления, а с помощью анализа стабильных изотопов можно проверять качество продуктов питания. Всем этим занимаются в Центре коллективного пользования «Геохронология кайнозоя» Института археологии и этнографии СО РАН.

Однажды в Пензе мужчина копал огород и нашел человеческие кости. Обратился в полицию, по факту обнаружения возбудили уголовное дело. Патологоанатом определил, что костным останкам больше пяти лет. Когда и кем был убит этот человек? Следователь стал искать, что еще можно узнать из анализа останков, и нашел информацию о ЦКП «Геохронология кайнозоя». Привез кости в Новосибирск. Исследователи проверили их с помощью метода ускорительной масс-спектрометрии.

В 2020 году Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН и Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН начали общую работу по гранту-стомиллионнику «Квантовые структуры для посткремниевой электроники». Некоторое время назад сотрудники двух институтов рассказали новосибирским журналистам о промежуточных итогах совместного проекта. Статья об этом предоставлена «НУ» коллегами из газеты «Наука в Сибири», побывавшими недавно в Екатеринбурге и в нашей редакции, где мы договорились об обмене материалами и сотрудничестве.   

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».

Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН совместно с агропромышленным партнером — ООО НПО «Первомайский» — возобновили традицию проведения Дня поля, на котором представили результаты селекции адаптированных к условиям республики основных сельскохозяйственных культур. 19 июля в Завьяловском районе Удмуртии состоялся День поля «ЭлитАгро». Он собрал специалистов не только республики, но и Башкирии, Пермского края и Ульяновской области.

Организаторы постарались подобрать максимально большую линейку отечественных сортов, адаптированных для Удмуртии — всего более 70: это пшеница, рожь, ячмень, овес, соя, лен. Широко были представлены перспективные селекционные линии УдмФИЦ УрО РАН, Федерального исследовательского центра «Немчиновка», Федерального аграрного научного центра Северо-Востока, Ульяновского НИИСХ и НИИСХ Северного Зауралья. В частности, УдмФИЦ УрО РАН ознакомил производителей с двумя перспективными разработками сортов озимой пшеницы, а также овса зерно-кормового направления, созданного совместно с коллегами из Ульяновской области.

Специалисты Уральского федерального университета им. первого президента РФ Б.Н. Ельцина экспериментально смоделировали процесс образования брекчии (породы, сложенной из угловатых обломков) в знаменитом Челябинском метеорите.

— Значение модели в том, что, связав все элементы строения метеорита и процессы снаружи и внутри него, мы показали, в каких условиях, при каких нагрузках с большой долей вероятности «сложилось» его вещество, — поясняет руководитель научной лаборатории Extra Terra Consortium профессор УрФУ Виктор Гроховский.

Как уже известно читателям «НУ», падение Челябинского метеорита в виде яркого огненного шара с мощным разрушительным действием и обширного метеоритного дождя произошло 15 февраля 2013 года недалеко от Челябинска. На момент входа в плотные слои атмосферы и последовавшего за этим разрушения размер астероида составлял около 19,8 м в поперечнике, масса — 13 тыс. тонн. Мощность взрыва над Челябинской областью составила 440 килотонн, что примерно в 20 раз больше мощности атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. Метеорит был классифицирован как обычный многофазный пористый хондрит типа LL5. Ранее метеориты такого типа в России не встречались.