Передний край

В Центре коллективного пользования «Урал-М» Института металлургии им. академика Н.А. Ватолина УрО РАН открыт модуль чистых помещений. Это первый этап реализации крупного научно-технического проекта, который предусматривает масштабную модернизацию исследовательской инфраструктуры института. Получение субсидии в 250 миллионов рублей из федерального бюджета стало результатом победы ИМЕТ УрО РАН в жестком конкурсном отборе, в котором участвовали ведущие научные организации страны.
О перспективах, открывающихся благодаря введению в строй нового аналитического комплекса, мы поговорили с заместителем директора института по науке доктором физико-математических наук Романом Рыльцевым.

— Какие задачи поможет решать обновление приборной базы, и насколько они актуальны сегодня?

— Речь идет о стратегических задачах, связанных с разработкой научных и технико-экономических основ комплексного использования полиметаллического минерального сырья и техногенных отходов, что будет способствовать также решению экологических проблем. Это одно из важнейших направлений исследований нашего института, и актуальность его сегодня очевидна.

Запасы богатых и легкообогатимых руд во многих регионах мира в значительной степени истощены, а доступ к ряду перспективных месторождений ограничен экономическими и геополитическими факторами. Именно поэтому необходимо более полно и рационально использовать уже вовлеченные в промышленную переработку минеральные ресурсы.

Дополнительная сложность заключается в том, что руды многих месторождений имеют комплексный состав. Наряду с основными промышленными металлами в них содержится широкий спектр сопутствующих элементов — редких, рассеянных и тугоплавких металлов, которые играют ключевую роль в современной высокотехнологичной промышленности. Однако традиционные технологии переработки сырья зачастую ориентированы на извлечение лишь основных компонентов. В результате значительная часть стратегически важных элементов теряется на различных стадиях технологических процессов и в конечном итоге накапливается в хвостах обогащения, шламах, шлаках, пылях, золах и других техногенных образованиях.

Ученые Института клеточного и внутриклеточного симбиоза Оренбургского ФИЦ УрО РАН совместно с группой экстремальной микробиологии, биотехнологии и астробиологии Института полярных исследований (Мессина, Италия) выделили из придонных образцов рапы и осадков гиперсоленых Соль-Илецких озер (Оренбургская обл.) и описали новый род наногалоархей, который получил название Ca. Nanohalococcus occultus — «скрытый карликовый соляной кокк». Трехкомпонентная микробная ассоциация, в составе которой они были обнаружены, в качестве единственного источника энергии и субстрата для роста использует ксилан, а ксиланы — это основные структурные полисахариды растений, которые могут составлять до 30 % их сухого веса. Поскольку выделенная микробная ассоциация успешно разлагает ксилан, она представляет не только фундаментальный научный интерес, но и может послужить основой для разработки новых технологий биодеградации отходов деревообрабатывающей промышленности, которых накоплено уже огромное количество.

Об открытии нового рода наногалоархей, их исследованиях и перспективах мы поговорили с ведущим научным сотрудником центра коллективного пользования «Персистенция микроорганизмов» ИКВС УрО РАН кандидатом медицинских наук Еленой Селивановой.

— Что это за микроорганизмы — археи и чем они интересны для микробиолога? 

— Археи — древнейшие одноклеточные организмы. Это третий домен живого (самый верхний уровень группировки организмов в системе, включающий в себя одно или несколько царств) наряду с бактериями и эукариотами, к которым относятся растения, животные, грибы и простейшие. Как и бактерии, археи не имеют оформленного ядра и мембранных органелл. Но несмотря на имеющиеся сходные свойства, геном архей, структурные компоненты и многие биохимические механизмы их функционирования принципиально отличаются от бактериальных.

В современной биологии все чаще важны не только новые экспедиции и редкие находки, но и умение собрать воедино уже накопленные сведения, проверить их и превратить в рабочий инструмент для науки. Именно такой подход лег в основу крупного исследования, опубликованного в “Biodiversity Data Journal” и посвященного паукам равнинной и предгорной аридной части Балхаш-Алакольского бассейна в Юго-Восточном Казахстане. В числе его авторов — старший научный сотрудник Института экологии растений и животных УрО РАН кандидат биологических наук Артем Созонтов.

Работа примечательна уже своим масштабом. Ученые из Института зоологии (Алматы) и ИЭРиЖ УрО РАН впервые выполнили комплексную оценку разнообразия пауков обширного региона, объединив данные из литературы за 1896–2023 годы, коллекционные материалы, собственные полевые сборы 2019–2025 годов, а также сведения из открытых источников, включая GBIF и тщательно проверенные наблюдения с платформы iNaturalist. 

В итоге для региона подтверждено обитание 405 видов пауков из 161 рода и 31 семейства. Это более трети всей известной фауны пауков Казахстана. При этом 29 видов оказались новыми для фауны страны, а пять — новыми для науки: их описание еще впереди. 

Но, пожалуй, главный смысл этой работы — не только в числе выявленных видов. Исследование показывает, какой может быть современная фаунистика, когда она работает не с одним источником, а сразу с несколькими слоями знания. Старые публикации, музейные коллекции, полевые находки последних лет и даже любительские наблюдения натуралистов здесь не противопоставлены друг другу, а сведены в единую систему. Данные были оцифрованы, географически привязаны, проверены, исправлены и опубликованы в машиночитаемом виде, чтобы ими могли пользоваться и другие исследователи.

+Ученые Института клеточного и внутриклеточного симбиоза Оренбургского ФИЦ УрО РАН продолжают исследования симбиотических эффектов системы «микробиота — хозяин» в регуляции гомеостаза человека в русле инфекционной симбиологии — нового направления, разрабатываемого под руководством академика О.В. Бухарина. Напомним, что инфекционная симбиология изучает межклеточные взаимодействия микросимбионтов (микроорганизмов, вступающих в длительное и взаимовыгодное сожительство с более крупным организмом)с хозяином при инфекции и выступает технологической платформой для создания новых биопрепаратов и системы контроля их качества. Основные результаты исследований в области инфекционной симбиологии были представлены в научном докладе академика О.В. Бухарина и доктора медицинских наук Е.В. Ивановой на заседании президиума УрО РАН в конце минувшего года. Инновационные разработки коллектива были неоднократно отмечены золотыми и серебряными медалями московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед» (Москва), «Биоиндустрия» (Санкт-Петербург), российской ярмарки инновационных проектов «Российским инновациям — российский капитал» (Нижний Новгород). Сотрудники лаборатории инфекционной симбиологии ИКВС Н.Б. Перунова, Е.В. Иванова и И.Н. Чайникова в минувшем году стали лауреатами конкурса УрО РАН на соискание почетного диплома им. В.Н. Черниговского в области медицинских наук.
О новых фундаментальных результатах и прикладных разработках на их основе мы поговорили с заведующей лабораторией доктором медицинских наук Еленой Ивановой.

— Что дает инфекционная симбиология для понимания того, как мы сосуществуем со своей с микробиотой?

— Современные данные существенно расширили представления о роли микробиоты в организме человека, приоткрыв тайны микробного мира. Пришло понимание того, что устойчивые и неоднозначные взаимоотношения человека с микроорганизмами следует изучать в едином блоке симбиотической системы «микробиота — хозяин». Тесное сотрудничество хозяина и микробиоты реализуется через различные процессы, среди которых особое место принадлежит феномену межмикробного распознавания «свой–чужой», опережающему распознавание» «чужого» материала иммунной системой человека. В огромном «океане» микроорганизмов очень важны  механизмы, помогающие микробной клетке быстро распознавать угрозы и понимать, где «свои», с кем можно сотрудничать с целью сохранения симбиоза, оказывая неоценимую помощь в поддержании здоровья человека. По сути, люди повторяют жизнь своего организма, формируя на основе принципа «свой–чужой» ближнее окружение, с кем можно и нужно работать. Это явление не ново, но оно значимое и непреходящее, особенно в наше время.

Пермские ученые — заведующая лабораторией вычислительной гидродинамики Института механики сплошных сред ПФИЦ УрО РАН доктор физико-математических наук, профессор Татьяна Любимова и заведующий лабораторией вибрационной гидромеханики Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета доктор физико-математических наук, профессор Виктор Козлов — стали лауреатами премии им. академика Г.И. Петрова. Эта награда, учрежденная в 1997 г. Российским национальным комитетом по теоретической и прикладной механике, присуждается за выдающиеся достижения в области теории гидродинамической устойчивости и турбулентности. Пермские ученые удостоены премии первой степени за цикл работ по вибрационной гидромеханике многофазных систем.

Татьяна Петровна Любимова и Виктор Геннадьевич Козлов — лидеры широко известной в нашей стране и за рубежом пермской гидродинамической научной школы. Мы попросили Татьяну Петровну коротко рассказать о ее истории и сегодняшнем дне.

Борьба с грибковыми инфекциями заходит в тупик из-за растущей устойчивости патогенов ко всем основным препаратам. Ученые ФИЦ Коми НЦ УрО РАН предложили принципиально новый подход, создав гибридные молекулы, которые буквально приклеиваются к «мишени» внутри грибковой клетки, не оставляя ей шансов на выживание.

Микозы представляют собой серьезную угрозу для здоровья, особенно для людей с ослабленным иммунитетом. Спектр этих заболеваний широк — от относительно безобидных поражений кожи и ногтей до смертельно опасных системных инфекций, таких как инвазивный кандидоз или криптококковый менингит. Борьба с ними осложняется тем, что арсенал врачей ограничен лишь несколькими классами препаратов, самым распространенным из которых долгое время оставался флуконазол.

Однако грибы, как и бактерии, научились «сопротивляться»: сегодня до 20 % штаммов Candida albicans — самого частого микроорганизма-возбудителя — уже устойчивы к этому лекарству. Формируется резистентность и к другим препаратам «первой линии», вынуждая врачей применять более токсичные средства «второго эшелона». В условиях постоянной эволюции патогена поиск новых, эффективных и безопасных противогрибковых молекул становится критически важной задачей для науки.

В Институте биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН уже 15 лет работает единственная в регионе коллекция микроводорослей и цианобактерий SYKOA. За 15 лет она выросла из небольшого собрания в значительный научный ресурс, зарегистрированный во Всемирном каталоге коллекций культур микроорганизмов (GCM) и насчитывающий более 600 живых штаммов, выделенных из проб воды и почвы с территорий Полярного и Приполярного Урала, Большеземельской тундры, бассейнов рек Печоры и Вычегды и даже архипелага Шпицберген.

— Коллекция была основана в 2010 г. с целью сохранить биоразнообразие фототрофных микроорганизмов арктических и горных регионов европейской части России, — отмечает руководитель группы геоботаники, ведущий научный сотрудник кандидат биологических наук Е.Н. Патова. — Наша коллекция востребована при проведении флористических, систематических, эволюционных, молекулярно-генетических и экологических исследований. Мы также принимаем на хранение штаммы, выделенные коллегами из других научных учреждений при описании новых видов, а также видов, представляющих интерес для получения ценных биологически активных веществ, чтобы сохранить дубликаты штаммов. В нашем коллективе три кандидата биологических наук и инженер. Это увлеченные своим делом профессионалы, которые совмещают научные исследования с работой по пополнению и поддержанию коллекции, требующей больших затрат сил и времени. В Институте биологии под коллекцию выделены отдельные помещения, за 15 лет за счет средств исследовательских грантов (РФФИ, президиума РАН, РГО, РНФ) и многочисленных хоздоговорных работ мы приобрели современные микроскопы, оборудование для молекулярно-генетических исследований, стерилизационное оборудование, холодильные установки, необходимые для поддержания коллекции и хранения штаммов. В 2024 г. в рамках национального проекта «Наука и университеты» по обновлению приборной базы ведущих организаций для коллекции был приобретен современный ламинарный бокс. Каталог культур с описанием и микрофотографиями, подробная информация о коллекции, оборудовании питательных средах и предоставляемых услугах размещена в отдельной рубрике на сайте института.

Разработка ученых Института химии твердого тела УрО РАН вошла в десятку важнейших научных достижений Отделения химии и наук о материалах РАН за 2024 год. Речь идет о создании новых ярких люминофоров на основе оксида иттрия, способных преобразовывать инфракрасное излучение в яркое видимое свечение и служить основой для высокоточных бесконтактных датчиков температуры.

Разработка выполнена коллективом сотрудников в составе доктора химических наук В.Н. Красильникова, кандидатов химических наук И.В. Баклановой, Я.В. Баклановой, А.П. Тютюнника. Ученые сосредоточили внимание на материалах, обладающих апконверсионной люминесценцией — способностью поглощать низкоэнергетическое инфракрасное излучение и переизлучать его в видимом диапазоне. Это не только фундаментально интересный эффект, но и удобный механизм для точного измерения температуры. Любые изменения внешних условий отражаются на спектре свечения материала, а значит, могут служить чувствительным индикатором тепловых процессов.

Одним из ключевых результатов работы стало получение яркой красной люминесценции в люминофорах на основе оксида иттрия, допированного ионами эрбия и иттербия. Этот спектральный диапазон важен для лазерной техники, биомедицинской визуализации и систем защиты информации, но добиться устойчивой интенсивности свечения в оксидных материалах было непросто. Успех обеспечила оригинальная прекурсорная технология синтеза, разработанная коллективом ИХТТ. Эта технология позволяет «встраивать» активные ионы в структуру исходного химического соединения еще до температурной обработки, что обеспечивает равномерное распределение компонентов и как следствие устойчивость люминесцентных свойств.

В Якутии, рядом с богатейшей алмазоносной кимберлитовой трубкой «Удачная», расположена ее «сестра» — трубка «Загадочная». В ней нет ни одного ценного кристалла, и это одна из главных интриг современной геологии. Изучением уникального объекта в рамках гранта Российского научного фонда (25-77-10027) занимается научный сотрудник Института геологии и геохимии УрО РАН кандидат геолого-минералогических наук Денис Михайленко. В интервью «НУ» он рассказал, как «посылки» из мантии помогают понять эволюцию Земли и почему для науки порой важнее как раз то, чего нет.

— Денис Сергеевич, на фоне всеобщего увлечения космосом ваш взгляд направлен в прямо противоположную сторону — в глубь Земли. Чем вызван этот интерес?

— Наши исследования ориентированы на понимание тех глубинных процессов, которые привели к формированию современного облика планеты. Земля образовалась около 4,6 миллиардов лет назад, после чего начали формироваться кратоны — первые крупные устойчивые блоки коры. В результате движения и столкновения этих блоков друг с другом возникли зоны субдукции, где одни древние платформы погружались под другие. Таким образом, поверхностные породы, которые содержали углерод и другие элементы, опускались в глубинную часть Земли, перемешивались и частично плавились. В конечном счете возникшая горячая масса, насыщенная в том числе газами, прорывалась обратно на поверхность в виде вулканов. И именно продукты вулканизма помогают не умозрительно, а вполне предметно проследить историю формирования и взаимодействия глубинных частей планеты, а также узнать, как эти процессы влияют на образование, например, алмазов.

По данным Всемирной организации здравоохранения, в мире ежегодно регистрируется почти 10 миллионов новых случаев болезни Альцгеймера — наиболее распространенной формы деменции, вследствие которой человек теряет память и способность ориентироваться в окружающей среде, у него возникают нарушения речи и когнитивных функций. Это седьмая по значимости причина смерти и одна из основных причин инвалидности пожилых людей. Как правило, болезнь Альцгеймера обнаруживается у пациентов старше 65 лет, но сегодня этот недуг «молодеет», в частности, согласно некоторым исследованиям, он развивается как отдаленное последствие перенесенного ковида. На данный момент не существует лекарств, способных остановить или хотя бы замедлить развитие болезни Альцгеймера, есть только препараты, позволяющие временно смягчить симптомы деменции, улучшить когнитивные способности.

Поиск биологически активных соединений, предотвращающих разрушение клеток головного мозга, интенсивно идет во многих странах, в том числе и в России. В этом направлении активно работают сотрудники Института органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН под руководством академика В.Н. Чарушина и их коллеги из Института физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН, с которыми уральцев связывает давнее сотрудничество. Результаты совместных исследований, поддержанных грантом РНФ, опубликованы в журналах “ChemMedChem”, “Archiv der Pharmazie”, “European Journal of Medicinal Chemistry” и др. О сегодняшнем этапе работ мы поговорили с учеными ИОС УрО РАН — с руководителем направления программ и платформ членом-корреспондентом РАН Виктором Салоутиным и зам. директора по научной работе доктором химических наук Яниной Бургарт.

12–13 ноября в Перми прошла отчетная конференция по итогам второго этапа крупного научного проекта «Фундаментальная механика в новых материалах, конструкциях, технологиях». Ученые Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН реализуют его по соглашению с Министерством науки и высшего образования РФ с 2024 г. в сотрудничестве с коллегами из Института проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН (Москва) и Центрального аэрогидродинамического института им. профессора Н.Е. Жуковского (Жуковский). Более сотни участников представили результаты своих исследований по трем направлениям проекта: механике новых материалов и конструкций; оценке прочности и ресурса машин, конструкций и сооружений; проблемам турбулентности, магнитной гидродинамики, тепломассопереноса в многофазных и многокомпонентных средах. В составе оргкомитета — председатель конференции, руководитель проекта, научный руководитель ПФИЦ УрО РАН академик В.П. Матвеенко, руководитель научного направления  «Горные науки» ПФИЦ УрО РАН академик А.А. Барях, академик И.Г. Горячева (Институт проблем механики РАН, Москва), директор ПФИЦ УрО РАН член-корреспондент О.А. Плехов, директор Горного института ПФИЦ УрО РАН член-корреспондент Л.Ю. Левин, директор Института механики сплошных сред ПФИЦ УрО РАН доктор физико-математических А.И. Мизев, начальник лаборатории Центра прочности летательных аппаратов ЦАГИ А.Н. Шаныгин.
О задачах проекта и одноименной конференции рассказал академик Валерий Матвеенко.

— Механика — поистине универсальная область знания. Один из основоположников отечественной школы газовой динамики и аэродинамики гиперзвуковых скоростей академик Горимир Горимирович Черный называл ее вечно новой наукой, без развития которой невозможно использование большинства достижений других естественных наук. Сегодня ее роль недооценивают, например, курсы механики исчезают из программ вузов. Одна из наших главных задач — продемонстрировать универсальность и практическую значимость механики. Наш проект — прежде всего творческая площадка для механиков, где рождаются новые фундаментальные и прикладные результаты. Эти результаты не абстрактные, они воплощаются в конкретные разработки, которые уже сегодня могут использоваться для управления сложными технологическими процессами в машиностроении, авиационной промышленности и других областях, обеспечивающих научно-технологический суверенитет России. Важно не только заявить о разработанной модели, но и наглядно продемонстрировать результат тем, кто потенциально заинтересован в наших разработках.

16 октября в президиуме УрО РАН в рамках III научно-практической конференции «Уральские вершины. Респираторные инфекции — 2025» прошел круглый стол «Противовирусные препараты — от концепции до упаковки», собравший ведущих специалистов из Екатеринбурга, Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска и других научных центров страны.

Заседание открыл председатель Объединенного ученого совета по химическим наукам УрО РАН академик Валерий Чарушин. Он подчеркнул, что круглый стол продолжает традиции взаимодействия химиков, медиков и биологов, заложенные на Урале еще в середине XX века, и призван объединить фундаментальные исследования с задачами здравоохранения. Валерий Николаевич также напомнил о достижениях уральской школы химиков-органиков, основанной академиком И.Я. Постовским, в том числе о препарате «триазавирин» — первом представителе семейства азолоазинов, ставшем примером успешного взаимодействия химиков и вирусологов.

Участников круглого стола приветствовал вице-президент РАН, председатель УрО РАН академик Виктор Руденко. Он отметил, что научное сообщество постоянно обращается к проблемам, связанным с инфекционными заболеваниями, и тема противовирусных препаратов закономерно вписывается в круг глобальных вызовов.

«Проблемы вирусных инфекций носят мировой характер, и решать их можно лишь усилиями представителей разных областей знания — медиков, биологов, химиков и физиков. Наука должна объединяться, как это происходит сегодня на Урале», — подчеркнул он.

Российские ученые впервые в мире получили керамику на основе легированного цирконием карбосилицида титана с существенно повышенными механическими характеристиками при высоких температурах. Научный коллектив включал сотрудников лаборатории керамического материаловедения Института химии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар) и их коллег из Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва) во главе с директором членом-корреспондентом РАН Владимиром Комлевым. О разработке рассказала ведущий научный сотрудник ИХ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН кандидат химических наук Елена Истомина.

— Мы синтезировали и исследовали твердые растворы МАХ фазы карбосилицида титана-циркония с содержанием циркония 10–15 % в титановой подрешетке методом вакуумного карбосиликотермического восстановления. В результате последующего горячего прессования из них была получена жаропрочная керамика.

Механические испытания показали, что легирование цирконием приводит к существенному росту как твердости, так и прочности более чем в 1,5 раза. Особенно важно, что введение циркония дает существенное  увеличение высокотемпературной прочности. Образец с 15 % циркония в титановой подрешетке сохраняет высокую прочность вплоть до 1600°C, демонстрируя высокую термомеханическую стабильность и превосходя по этому показателю нелегированную карбосилицидную керамику на 350–400 °C.

Новые материалы могут использоваться в конструкционных элементах газотурбинных двигателей (огнеупорные облицовки камер сгорания, лопатки, направляющие аппараты и т.д.), где требуется сочетание жаропрочности, термостойкости и долговечности.

Название проекта РНФ, который выполняют ученые Института высокотемпературной электрохимии и Института электрофизики УрО РАН во главе с и.о. заведующего лабораторией химических источников тока ИВТЭ кандидатом химических наук Евгенией Ильиной (на фото слева), звучит узкоспециально: «Электрофоретическое осаждение как новый способ формирования тонкопленочных слоев твердотельного литиевого источника тока». Однако исследователи нацелены на решение актуальной и всем понятной практической задачи — разработку эффективных и безопасных источников тока, которые могут эксплуатироваться в широком температурном интервале.

По словам Евгении Ильиной, у сегодняшних литий-ионных аккумуляторов много существенных недостатков: работают они в основном при положительных температурах, быстро деградируют и могут даже воспламеняться. Последнее связано с тем, что основа конструкции промышленно применяемых литий-ионных аккумуляторов — жидкий или полимерный электролит, размещенный между катодом и анодом. Портативные аккумуляторы с жидким электролитом не склонны к газообразованию и вздутию, а вот в аккумуляторах большой емкости возможны разогревание электролита, закипание и даже взрыв. Особенно опасно, если такое произойдет в аккумуляторе, установленном в электромобиле.  

Полностью твердотельные источники тока гораздо безопаснее и могут работать в более широком интервале температур, поэтому интерес к их разработке растет, этим занимаются ведущие мировые компании. Однако и здесь есть свои проблемы, и основная из них — низкие выходные характеристики полностью твердотельных устройств, обусловленные низкими значениями проводимости твердого электролита, а также высоким сопротивлением на границе между электродом и твердым электролитом. Снизить эти потери возможно за счет перехода к тонкопленочным технологиям изготовления компонентов электрохимических устройств. Кроме того, пленочные конструкции позволят создавать более миниатюрные источники тока и экономить дорогостоящие материалы при серийном производстве.

В начале нынешнего года в издательстве «Рипол Классик» (Москва) вышла книга уральского политолога Дмитрия Давыдова «Невозможность социализма. Левые идеи на службе у новых элит», уже отмеченная и специалистами-обществоведами, и «просто» читателями, интересующимися судьбами социума. Автор утверждает: современные левые движения на Западе служат не народным чаяниям, а новым посткапиталистическим элитам. О том, кто эти представители «власти будущего», почему «правые стали левее левых» и какая формация придет на смену капитализму, мы поговорили с Дмитрием Давыдовым, старшим научным сотрудником Института философии и права УрО РАН, кандидатом политических наук.

— Дмитрий Александрович, ваша книга называется «Невозможность социализма». Это скорее провокация или все-таки диагноз?

— Отчасти и то, и другое. С одной стороны, была цель сделать громкий заголовок, с другой — в нем заложен двойной смысл. Во-первых, левая идеология невозможна как утопическое видение, в котором после преодоления классового антагонизма наступает эпоха всеобщих изобилия, мира и красоты. В ближайшее время подобного быть не может в принципе. Все утопии о посткапиталистическом обществе, как, например, в книге британского политолога Аарона Бастани «Полностью автоматизированный роскошный коммунизм», — иллюзии.

Кроме того, я пишу о невозможности универсального «левого проекта» для всех. Есть множество разных версий этой доктрины, и они друг другу противоречат. Из этих течений можно выбрать какое-то одно направление, которое действительно будет «про защиту бедных». Но параллельно существует много других «левых» проектов, ориентированных на потребности элитных прослоек общества и при этом ущемляющих нужды простых людей.

— Можно ли сказать, что социализм — это сейчас модное слово?

— На Западе, несомненно. Ушло то время после краха СССР, когда термин был сильно дискредитирован, а слово «коммунизм» и вовсе стало почти ругательным. Сейчас левая идеология обретает новую популярность. В Америке и Западной Европе в молодежной среде она даже популярнее либерализма и демократии.В России и в странах СНГ подобные идеи молодежь не очень привлекают, что связано с посттравматическим опытом, с негативом: имперскостью, диктатурой.

Доктрина социализма сегодня — нечто очень размытое. И у нас, и на Западе, спектр понимания левых идей предельно широк. Само понятие социализма становится ловушкой. Идеология, ориентированная на равенство и гармонизацию социальных отношений, подразумевает, что потенциально разные потребности, увлечения, ценности могут как-то стать вровень: кто-то чем-то пожертвует, чтобы не ущемлять права другого. Проблема в соотношении: кто и какими приоритетами должен пожертвовать, чтобы все стремления гармонизировались. Как показано в моей книге, самые популярные версии левых концепций на Западе предполагают, что наиболее бедные и уязвимые слои населения во имя осуществления новых культурных проектов потеряют больше остальных.

Сотрудники лаборатории фотоники Института механики сплошных сред Пермского ФИЦ УрО РАН и малого инновационного предприятия «ОРМС-Лаб» при финансовой поддержке Фонда содействия инновациям разработали прототип оптического рефлектометра частотной области ARFA. Прибор был продемонстрирован на XIX международной специализированной выставке лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики — 2025», которая прошла в апреле в Москве, в ЦВК «Экспоцентр», и вызвал живой интерес потенциальных потребителей — как производителей оптоэлектронных компонентов, так и тех, кто использует распределенные волоконно-оптические датчики.

О пермской школе оптической рефлектометрии, текущих исследованиях и новых разработках мы поговорили с заведующим лабораторией фотоники ИМСС ПФИЦ УрО РАН кандидатом технических наук Юрием Константиновым.

— Прежде всего, поясните, пожалуйста, что такое оптическая рефлектометрия и для чего она нужна?

— Оптическая рефлектометрия возникла на пересечении смежных областей — оптики, фотоники, инженерии — как способ исследования коэффициента затухания сигнала в оптических волокнах, кабелях связи и телекоммуникационных сетях, построенных на волоконной оптике. Как работает рефлектометрия для проводников электрического тока, могли наблюдать многие пользователи интернета, когда сигнал внезапно пропадал, а представители провайдера чудесным образом находили место его потери. Оптическое волокно — это тонкая кварцевая нить, по которой передается оптическое излучение различных диапазонов. Оптическая рефлектометрия — не только инструмент исследования распределения потерь сигнала в волокне, но и физический принцип функционирования сенсорных систем, способных улавливать механические напряжения, температуру, вибрации и другие физические величины в каждой точке волоконного световода. Как функционирует самый простой рефлектометр, можно понять, бросив камушек на дно ущелья, — по времени возвращения эха звука падения можно оценить расстояние до дна. Так и оптический рефлектометр временной области посылает в волокно короткий всплеск светового сигнала и тут же «замолкает», ожидая получения информации. Благодаря этому можно оценить не только качество оптического волокна в каждой его точке, но и то, что происходит с местом его эксплуатации — дорогой, мостом, высотным зданием, самолетом или морским судном, а также с газо- и нефтепроводом. Поэтому сегодня основные заказчики сенсорных исследований — крупные сырьевые компании. Но, будем объективны, обычная рефлектометрия, работающая во временной области, имеет серьезные ограничения. Давайте вернемся к задаче с камушком и представим, что будет, если ущелье настолько неглубокое, что звук от падения камушка достигнет наблюдателя практически мгновенно. Мы не получим точных данных о глубине ущелья. И вот здесь в дело вступает рефлектометрия частотной области, позволяющая исследовать сравнительно небольшие по длине участки оптических волокон, но с очень высоким разрешением. Она использует непрерывное лазерное излучение, меняющееся по частоте, а обратно-рассеянное излучение в таком случае исследуется спектральным анализом. Сравнивая рефлектометрию во временной и частотной областях, можно вспомнить о людях с чувством ритма и музыкальным слухом соответственно — первые ориентируются по временной шкале, вторые по частотной (высоте нот). И если зарегистрировать экстремально малые временные интервалы времени корректно сложно даже сверхбыстрыми детекторами, то измерить время прохождения сигнала по частоте спектральный анализ позволяет с достаточно хорошей точностью. Это дает возможность найти способы решения старых задач и порождает новые интригующие вызовы.

10–11 апреля на площадке Уральского отделения РАН прошла научная сессия «Актуальные проблемы химии», организованная Объединенным ученым советом УрО РАН по химическим наукам и Свердловским отделением Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. С приветственным словом выступили председатель ОУС УрО РАН по химическим наукам академик В.Н. Чарушин и заместитель председателя Свердловского отделения РХО им. Д.И. Менделеева академик А.А. Ремпель.

В сессии приняли участие ученые из Москвы, Санкт-Петербурга, Апатитов, Нижнего Новгорода, Новосибирска, Иркутска, Нальчика, Перми, Челябинска, других научных центров и, конечно, сотрудники химических институтов УрО РАН в Екатеринбурге, а также представители Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина и ведущих университетов России. Сессия проходила преимущественно в очном формате — из 80 участников 60 присутствовали на заседаниях.

На двух секциях было заслушано 25 научных докладов. По словам академика Валерия Чарушина, здесь был представлен практически весь спектр научных направлений химической науки — не всякая конференция собирает специалистов в таких разных областях. Участники обсудили актуальные вопросы физикохимии и технологии материалов, создания функциональных и конструкционных материалов, материалов для высокотемпературной энергетики, проблемы органического синтеза, элементоорганической химии, катализа, разработки полимерных материалов. Все доклады вызвали живой интерес слушателей. В обсуждении докладов, проходившем в дружеской творческой атмосфере, приняли участие академики В.Н. Чарушин, Л.А. Смирнов, А.А. Ремпель, члены-корреспонденты А.В. Макаров, В.Н. Стрельников, доктора химических наук А.И. Матерн, Е.В. Поляков, В.П. Краснов, И.А. Утепова и другие ученые.

Экспериментальное моделирование атмосферных течений, которым занимаются сотрудники лаборатории турбулентности Института механики сплошных сред Пермского ФИЦ УрО РАН, помимо фундаментального, имеет очевидное практическое значение. Ученые разрабатывают модели различного масштаба, которые описывают как факторы, влияющие на городской климат, так и «картину» глобальной циркуляции атмосферы, в том числе сценарии арктического потепления. Об этих исследованиях мы поговорили с заведующим лабораторией доктором физико-математических наук Андреем Сухановским.

— Начнем, пожалуй, с «локального» масштаба. Что дает лабораторное моделирование атмосферных процессов в городе?

— Для оценки факторов, влияющих на городской климат, используются различные подходы, имеющие как преимущества, так и определенные недостатки. Так, численное моделирование с достаточным пространственным разрешением требует очень больших вычислительных ресурсов. Чтобы проводить полномасштабные полевые измерения, нужны развитая инфраструктура и плотная сетка измерительных датчиков. Спутниковые наблюдения также связаны с серьезными ограничениями.

Альтернатива математическому моделированию атмосферных процессов на территории города — контролируемые воспроизводимые лабораторные эксперименты в условиях идеализированного городского ландшафта. Лабораторное моделирование дает ценную информацию об устойчивых особенностях процессов тепло- и массопереноса в городском масштабе. Можно достичь высокого пространственного разрешения — мы «видим» буквально каждый дом, и это позволяет решать разнообразные практические задачи — от оптимизации систем ливневых стоков до прогнозирования последствий техногенных аварий, связанных с загрязнением атмосферы. Актуально также отслеживать распределение в воздухе вредных примесей в период неблагоприятных метеоусловий, в безветренную морозную или сухую жаркую погоду, когда затрудняется рассеивание выхлопных газов и промышленных выбросов. Это так называемый режим черного неба, который периодически вводится в крупных индустриальных городах России.

В этом году ФИАН, знаменитый Физический институт Российской академии наук имени Лебедева, отмечает свое официальное 90-летие, хотя реально это старейший научно-исследовательский центр страны, практически ровесник РАН, с учреждением которой физика в России получила полноправный статус самостоятельной науки. История ФИАНа — неотъемлемая часть истории познания, множество судьбоносных открытий, единственный российский институт, где работали семь лауреатов Нобелевской премии. И существенная часть этой истории (при том, что большая наука не имеет географических границ) так или иначе связана с Уралом и уральцами. Достаточно сказать, что 11 лет, с 2004 по 2015 годы, ФИАНом руководил основатель научного направления сильноточной электроники и импульсной электрофизики академик Геннадий Месяц, перед этим возглавлявший Уральское отделение РАН, которое он организовал. Одна из ярких страниц летописи ФИАНа последних лет — создание здесь уникального Центра высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов, носящий имя его инициатора, нобелевского лауреата академика Виталия Гинзбурга. Возглавляет Центр, где получают результаты мирового класса, уроженец Челябинска и выпускник одной из общеобразовательных школ города Златоуста, член-корреспондент РАН Владимир Пудалов. А значительную часть теоретической поддержки этих результатов осуществляют ученые Института электрофизики УрО РАН (Екатеринбург) во главе с академиком Михаилом Садовским, окончившим в ФИАНе аспирантуру.

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами — одна из самых острых экологических проблем в промышленных регионах. Наиболее распространенные из них — кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк — относятся к 1 классу опасности (высокоопасные). С заводскими выбросами они попадают в атмосферу и переносятся на большие расстояния, со сточными водами проникают в почву, накапливаются, связываются с ее минеральными компонентами, переходят в почвенный раствор и далее в растения и почвенные организмы. Эти токсиканты могут преодолевать клеточные барьеры, «используя» системы транспорта, предназначенные для жизненно необходимых щелочных и щелочноземельных металлов, и замещать эти элементы в метаболических процессах, что затрудняет их выведение. О негативном воздействии тяжелых металлов на здоровье человека хорошо известно: они подавляют иммунную и нервную системы, вызывают общее снижение физической формы и даже онкологические заболевания. Так, хроническое отравление ртутью приводит к поражению центральной нервной системы, свинец вызывает анемию и нарушения в работе различных органов.

Биотехнологии с использованием непатогенных бактерий — наиболее безопасный и экономически выгодный способ восстановления загрязненных экосистем. Сотрудники лаборатории алканотрофных микроорганизмов Института экологии и генетики микроорганизмов Пермского ФИЦ УрО РАН под руководством академика И.Б. Ившиной разработали инновационный способ снижения содержания нефтепродуктов и тяжелых металлов в загрязненных средах с помощью актинобактерий и растений-ремедиантов. Разработка «адресная» — она предназначена для очистки техногенного грунта автозавода «Урал» (Миасс, Челябинская область). Однако новый способ биоремедиации загрязненных сред может использоваться не только на этом предприятии, но и на других промышленных объектах. Его внедрение позволит улучшить экологическую ситуацию в различных регионах, в том числе в Пермском крае, где загрязнение затрагивает даже заповедные территории, например, государственные природные заповедники «Басеги» и «Вишерский».

О том, как работают бактерии-чистильщики, рассказала руководитель инновационных исследований, зав. лабораторией алканотрофных микроорганизмов ИЭГМ ПФИЦ УрО РАН академик Ирина Ившина. 

— Для биотехнологического применения особенно перспективны почвенные и водные актинобактерии, или актиномицеты — такое название они получили из-за способности формировать ветвящиеся нити, напоминающие мицелий. Они обладают высокой устойчивостью к тяжелым металлам, способны к окислительной трансформации углеводородов и занимают доминирующее положение в экосистемах, особенно в условиях нефтяного загрязнения, всегда сопряженного с присутствием тяжелых металлов. Воздействие загрязнителей в концентрациях, не вызывающих гибель этих микроорганизмов, активирует механизмы их клеточного метаболизма. Это может проявляться в защитно-приспособительных реакциях бактерий на повышенные концентрации нефтяных углеводородов и металлов, например, в выраженных изменениях формы бактериальных клеток — увеличении или уменьшении их линейных размеров, изменении рельефа клеточной поверхности, образовании клеточных конгломератов. На поверхности этих бактерий мы обнаружили множественные полифункциональные структуры — шишковидные выросты, назначение которых пока неясно. По-видимому, они обеспечивают контактное взаимодействие между клетками, удержание их в биопленках и прикрепление к субстратам, а также, возможно, защиту от хищников (простейших) и передачу информации между клетками («эффекты кворума»). Эти пока загадочные специ-фические придаточные образования могут быть связаны и с транспортом молекул ДНК при горизонтальном переносе генов между неродственными организмами. Такие клеточные контакты способствуют эффективной коммуникации и позволяют формировать своеобразную «кооперативную клеточную систему», которая помогает бактериям адаптироваться к неблагоприятным экологическим ситуациям.

10–11 сентября на площадке Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина прошла первая Всероссийская конференция по керамическим и керметным материалам, перспективным технологиям и устройствам «КЕРМЕТТЕХ-2024», организаторами которой стали «Русатом МеталлТех» (компания-интегратор Топливного дивизиона «Росатома» по металлургическому направлению), Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН и УрФУ.

Конференция открылась панельной дискуссией «Керамические и керметные материалы: стратегии обеспечения импортонезависимости для осуществления стратегических задач развития Российской Федерации», в которой выступили представители Министерства промышленности и торговли РФ, Министерства промышленности и науки Свердловской области, АО «ТВЭЛ», АО «Наука и инновации», ООО «Рус-атом МеталлТех», ИВТЭ УрО РАН и УрФУ. Докладчики обсудили основные проблемы отрасли, способы их решения, механизмы финансирования исследовательских программ и перспективы взаимодействия науки, власти и реального сектора экономики. Научный руководитель ИВТЭ УрО РАН, доктор химических наук, профессор Юрий Зайков отметил, что разработка порошковых, керамических и керметных материалов и технологий их получения — одно из ключевых условий реализации стратегии научно-технического развития РФ и достижения опережающего развития.

Специалисты Удмуртского федерального исследовательского центра УрО РАН нашли новый, более эффективный способ придания гидрофобности (устойчивости к воздействию водной среды) лазерно-индуцированному графену.

Графен (наноразмерная форма углерода) имеет широкий потенциал для применения в науке и технике. Однако его синтез весьма трудоемок и ресурсозатратен, и поэтому сегодня чаще используются более простые в изготовлении вещества, обладающие сходными свойствами.

Такие материалы могут быть получены, в том числе, методом лазерного пиролиза органических соединений, имеющих в своей химической структуре углеродные кольца. Впервые этот метод был открыт в 2014 г. коллективом под руководством профессора Тура в ходе экспериментов по воздействию излучения углекислотного лазера на полиимидную пленку. Первооткрывателями конечный продукт был назван лазерно-индуцированным графеном.

Он обладает разупорядоченной пористой трехмерной структурой и активно исследуется в целях создания на его основе различных датчиков, фильтрующих и антиобледеняющих покрытий, миниатюрных устройств хранения электроэнергии. Одной из его важных физических характеристик является смачиваемость  — ведь обычно различные формы углерода слабо смачиваются водой. Однако лазерно-индуцированный графен часто проявляет сильные гидрофильные свойства, что обусловлено его морфологией, химической структурой и адсорбированными газами. Сделать его гидрофобным можно, например, путем создания особого водоотталкивающего рельефа поверхности, либо в результате лазерного пиролиза в специальной газовой среде без доступа кислорода.

Как приблизиться к разработке коммерческого алюминий-ионного аккумулятора? На этот вопрос ищет ответ сотрудник лаборатории химических источников тока Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН кандидат химических наук Владимир Эльтерман. Его проект поддержан грантом РНФ. Мы поговорили с ученым-электрохимиком о его исследовании.

— В чем преимущества алюминий-ионных аккумуляторов по сравнению с литий-ионными (ЛИА) и свинцово-кислотными аккумуляторами (СКА), которые сегодня широко используются?

— Эти популярные вторичные химические источники тока имеют ряд недостатков. У лития и кобальта высокая стоимость, и запасы их ограничены. Кроме того, физическое повреждение литий-ионного аккумулятора или короткое замыкание могут спровоцировать возгорание устройства. Еще одна проблема — резкое уменьшение емкости, разрядного напряжения и количества циклов заряда/разряда ЛИА при температурах ниже 0 °C. У свинцово-кислотных аккумуляторов относительно низкая удельная энергия на массу устройства, ограниченное количество циклов полной зарядки/разрядки, их необходимо хранить в заряженном состоянии, и они экологически не безопасны при неправильной утилизации аккумулятора.

Оренбургские микробиологи — научный руководитель Института клеточного и внутриклеточного симбиоза Оренбургского ФИЦ УрО РАН академик Олег Бухарин, зам. директора по научной работе, профессор РАН Наталья Перунова и зав. лабораторией инфекционной симбиологии ИКВС, доктор медицинских наук Елена Иванова — впервые описали явление индигенности бифидобактерий как результат их адаптации в организме хозяина.

На протяжении последних десятилетий ученые ИКВС ОФИЦ УрО РАН исследуют механизмы сосуществования и взаимодействия микробных популяций в организме человека — ассоциативный симбиоз. Он включает взаимоотношения хозяина с нормальной микрофлорой, т.е. с постоянно обитающими в его органах и тканях микроорганизмами, с ассоциантами, как нейтральными, так и патогенными, а также взаимодействие нормальной и условно патогенной флоры (микросимбиоценоз). Эти исследования заложили основу нового научного направления — инфекционной симбиологии, изучающей биокоммуникативные взаимодействия микросимбионтов с хозяином при инфекции.

О последних результатах оренбургских микробиологов мы поговорили с профессором РАН Натальей Перуновой.

— Какие микроорганизмы называются индигенными?

— Это «коренные» штаммы, которые входят в состав нормальной микрофлоры организма. Они длительно пребывают, или, как говорят микробиологи, персистируют в организме хозяина и выполняют важную функцию в его метаболизме (обмене веществ) и в защите от возбудителей инфекций.

Научный коллектив сотрудников Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и НИЦ «Курчатовский институт» синтезировал тонкие пленки ортоферрита иттрия и исследовал их структуру и магнитные свойства. Полученные результаты опубликованы в рейтинговых международных журналах Magnetism и Physics of Metals and Metallography. Об этой работе мы поговорили с одним из авторов исследования, зам. директора ИФМ УрО РАН, зав. лабораторией нанокомпозитных мультиферроиков, руководителем Испытательного центра нанотехнологий и перспективных материалов, доктором физико-математических наук Александром Носовым.

— Чем обусловлен интерес к ортоферриту иттрия?

— Сегодня в информатике все шире используются магнитные материалы. Специалисты в области спинтроники (спиновой электроники) разрабатывают электронные приборы и устройства, в которых спин электрона наравне с его зарядом (как в классической электронике) используется для получения, обработки, хранения и передачи информации. В последние годы в спинтронике особенно актуальными стали исследования антиферромагнитных материалов — материалов с несколькими (минимум двумя) магнитными подрешетками, векторы намагниченности которых ориентированы почти противоположно друг другу, но под углом, меньшим 180°. В литературе за такими магнитными материалами закрепился термин «слабые ферромагнетики», поскольку величина вектора «антиферромагнетизма» по модулю существенно больше величины вектора «ферромагнетизма», а соответствующая область науки получила название антиферромагнитной (АФМ) спинтроники. Ортоферрит иттрия — классический модельный слабый ферромагнетик.

Для наноструктур со слоями из антиферромагнитных материалов были предсказаны принципиально новые эффекты, непосредственно связанные с физическими особенностями их магнитной подсистемы.

Сегодня Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН — головной разработчик технологии и оборудования для пирохимической переработки ОЯТ реакторов на быстрых нейтронах в рамках проектного направления «Прорыв» ГК «Росатом» и научный координатор работ по пирохимии, выполняемых в сотрудничестве с АО «Прорыв», НИИ Росатома, академическими институтами, ведущими университетами и другими организациями. Оригинальная технология с использованием расплавленных солей внедряется на площадке Сибирского химического комбината (Северск Томской области) в модуле переработки Опытно-демонстрационного энергетического комплекса — ключевого объекта новой технологической платформы ядерной энергетики. В реакторной установке на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300 ядерное топливо, одним из основных компонентов которого является плутоний, нарабатывается в том же количестве, в каком и сгорает. Выделенная из ОЯТ смесь актиноидов идет на изготовление новых партий топлива для реактора, и таким образом цикл замыкается.

О ходе разработки новой технологии и последних результатах «НУ» рассказал научный руководитель работ по пирохимической переработке ОЯТ в составе проектного направления «Прорыв», научный руководитель ИВТЭ УрО РАН, доктор химических наук профессор Юрий Зайков.

— Основная задача пирохимической технологии — переработка ОЯТ малой выдержки с большим энерговыделением, что позволяет существенно сократить масштабы хранения ОЯТ перед его переработкой. Мы используем для этого расплавленные соли — хлориды лития, калия и их смеси. Солевые расплавы очень стойки к радиационному воздействию и позволяют работать с высокоактивным ОЯТ. В процессе пирохимической переработки из ОЯТ выделяются наиболее радиоактивные продукты деления, и в очищенную смесь на стадиях фабрикации и рефабрикации нового топлива вводится обедненный уран. При этом самые долгоживущие радиоактивные вещества в составе регенерированного топлива (минорные актиниды) возвращаются в реактор, где происходит их сжигание.

Эксперты Всемирного экономического форума отмечают, что движущими силами надвигающейся Четвертой индустриальной революции будут такие технологии, как интернет вещей, облачные вычисления, аналитика больших данных и аддитивное производство. Насколько региональная промышленность готова к таким масштабным переменам — этим вопросом в своих исследованиях задается директор Пермского филиала Института экономики Уро РАН доктор экономических наук Анна Урасова. Корреспондент «НУ» поговорил с ней о цикле ее работ, отмеченных медалью Российской академии наук.

— Анна Александровна, в своих статьях Вы часто используете понятие «технологическая эволюция». Что Вы под этим подразумеваете?

— Это сложный вопрос, и на эту тему можно прочитать несколько объемных лекций, но если говорить простыми словами, это процесс развития технологий и техники, трансформирующий как общество в целом, так и его отдельные стороны. Процесс этот можно разделить на этапы, стадии, формации или уклады — их называют по-разному. Переход от одного уклада к другому происходит постепенно и существуют пограничные состояния, когда можно наблюдать превалирование в разных отраслях как старых, так и новых технологий. Такое диссонансное сосуществование старого и нового не может длиться долго, и со временем уклад следующего поколения полностью входит в свои права.

Конечно, существуют разные точки зрения на то, когда и какие именно уклады возникают, по каким критериям можно отслеживать их наступление. Кто-то полагается на смену видов труда, кто-то — на изменения в производственных силах или средствах труда. По этому вопросу нет единства мнений, но для моей работы это был непринципиальный момент. Важным была сама предпосылка, что технологическая эволюция происходит в принципе, и этот процесс имеет определенные закономерности.