Практический выход

В Институте биологии Коми НЦ разработан новый подход к определению следов замещенных фенолов и анилинов в водных средах. Новые методики были применены в частности для выявления механизмов образования фенольных соединений в природных и питьевых водах. Об этих исследованиях мы поговорили с ведущим научным сотрудником экоаналитической лаборатории ИБ Коми НЦ УрО РАН доктором химических наук Иваном Владимировичем Груздевым.

— Как фенолы, анилины и их производные попадают в воду?

— Эти вещества, как правило, присутствуют в стоках предприятий деревообрабатывающей и фармацевтической промышленности, органического синтеза и нефтехимии, где они применяются в качестве основных и промежуточных компонентов или являются побочными продуктами производства. Их контакт с хлором в любых технологических процессах ведет к образованию еще более токсичных хлорсодержащих продуктов. Хлорзамещенные фенолы и анилины образуются и при дезинфекции питьевой воды различными хлорирующими агентами. В естественных условиях соединения этих классов продуцируются при деструкции органического вещества почвы, а также широко применяемых антисептиков и пестицидов, таких как хлоргексидин, триклозан, линурон, аминокарб и др.

Как известно, в 1990-е гг. в России была разрушена отраслевая наука — важнейшее звено в цепочке «фундаментальное знание — производство», и связь эта по-настоящему не восстановилась до сих пор, хотя в последнее время производственники все чаще обращаются к академическим ученым за перспективными разработками. Однако результаты в компьютере или в колбе предприятиям не нужны, их интересуют прежде всего технологии получения конкретного продукта. Ясно, что отраслевую науку в прежнем виде не возродить, да и академический институт не может превратиться в отраслевой. По-прежнему необходима посредническая структура, которая позволит довести фундаментальную разработку до опытно-промышленного уровня. В Институте органического синтеза имени И.Я. Постовского УрО РАН такой структурой стала технологическая группа, созданная в 2007г., а в 2016 преобразованная в технологическую лабораторию.

В свое время стимулом к организации в ИОС технологического звена послужила необходимость подготовить для доклинических и клинических испытаний определенное количество субстанции, на основе которой создавались лекарственные препараты «Лизомустин» и «Триазавирин» в рамках выполнения госпрограммы «Живые системы». В институте на тот момент был накоплен богатейший опыт синтеза биологически активных веществ, но одно дело — синтезировать потенциально полезное соединение, другое — изготовить лекарственную субстанцию. Это отдельный процесс, требующий специальных технологий. Вот тогда для их разработки в составе лаборатории гетероциклических соединений была создана группа во главе с кандидатом технических наук Г.А. Артемьевым. Выпускник УГТУ-УПИ (ныне УрФУ), Григорий Андреевич специализировался в области биотехнологий и до прихода в институт поработал на производстве — в Центре военно-технических проблем бактериологической защиты НИИ микробиологии Минобороны РФ, в компании «Уралбиофарм» и на других предприятиях. Технологической группе выделили здание, где были обустроены чистые помещения, закуплено гибко перестраиваемое технологическое оборудование швейцарской фирмы «Buchi-Glass-Chemie». Именно там изготавливались опытные партии «Лизомустина», «Левофлоксацина», а также «Триазавирина», разработка которого была отмечена в 2016 г. престижной международной премией Prix Gallien Russia как лучшее исследование в России в области фармацевтики (О.Н. Чупахин, В.Н. Чарушин и В.Л. Русинов).

Известно, что одна из главных проблем отечественной науки — слабая востребованность ее результатов реальным сектором экономики. Поэтому интересен каждый пример успешной кооперации ученых и производственников. Вот один из таких примеров. Некоторое время назад в Институте химии твердого тела УрО РАН совместно с московской компанией «ИнЭнерджи» создана лаборатория по исследованию и разработке новых материалов для химических источников тока. Потребность в них будет только увеличиваться с учетом растающей популярности электромобилей, развития робототехники и необходимости перехода к ресурсосберегающей энергетике. Интерес к работе уральских химиков проявило и государство: исследования недавно получили поддержку Российского научного фонда. Подробнее о границах применения литий-ионных аккумуляторов и о том, как удалось наладить взаимодействие с бизнесом, корреспонденту «НУ» рассказала руководитель лаборатории доктор химических наук Ольга Бушкова.

— Материалами для химических источников тока, в частности, литиевых, наша группа занимается уже почти 25 лет. Напомню, что литий-ионный аккумулятор (Li-Ion) на сегодня — один из самых энергоемких источников тока. Такие аккумуляторы можно встретить везде: в ноутбуках, телефонах и другой электронике. И всем бы хотелось, чтобы такие батареи стояли и в автомобилях.

В конце марта в Институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН собрались представители организаций — участников амбициозного проекта Росатома «Прорыв», который предусматривает создание энергетических технологий нового поколения на базе замкнутого ядерного топливного цикла. Специалисты ИТЦ проекта «Прорыв» (г. Москва), Уральского федерального университета, Института физики металлов УрО РАН (Екатеринбург), Института реакторных материалов (г. Заречный), научно-производственной фирмы «Сосны» (г. Димитровград), Сибирского химического комбината (г. Северск), Ведущего НИИ химической технологии Росатома (г. Москва) обсудили с уральскими электрохимиками направления модернизации пирохимической переработки отработавшего ядерного топлива с использованием расплавленных солевых сред. В нынешнем году специалисты ИВТЭ планируют завершить экспериментальное обоснование основных технологических операций этого процесса, позволяющего замкнуть ядерный топливный цикл для высокоактивного облученного топлива реакторов на быстрых нейтронах. Исследования материаловедов института направлены на повышение стойкости конструкционных и электродных материалов, подвергающихся высокотемпературной коррозии.

Недавно в  Институте химии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар) впервые побывали представители фонда «Сколково» — вице-президент по региональному и международному развитию Юрий Сапрыкин и заместитель руководителя одного из департаментов Юрий Сибирский. Они проявили большой интерес к инновационным разработкам ИХ, в частности, к биопрепарату «Вэрва», и сразу обсудили с руководством возможность резидентского участия института в деятельности фонда.

Этот факт разительно расходится с распространенным представлением об академическом институте как месте, где производят исключительно абстрактные, далекие от жизни идеи. Занимаясь фундаментальными исследованиями, а именно — изучая влияние различных природных веществ на растения, животных, человека, в институте давно и всерьез озабочены поиском возможностей практического использования своих результатов.

Визит «сколковцев» почти совпал с десятилетним юбилеем научно-технологического предприятия (НТП) при Институте химии — одного из первых малых инновационных предприятий республики Коми, созданного еще тогда, когда для инноваций в стране не было достаточной законодательной базы (она начала формироваться лишь с выходом федерального закона № 217 от 2 августа 2009 года). К своей первой круглой дате предприятие подошло с солидным багажом. Так, на основе лабораторных исследований здесь запущена пилотная опытно-промышленная линия, а затем и действующее производство комплексной переработки растительного сырья для выделения из него биологически активных веществ и получения полезных препаратов для сельского хозяйства. Технология эта экологически безопасна и используется для переработки крупнотоннажных отходов лесозаготовок — древесной зелени хвойных пород.

8 июля в Институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН прошло совещание, в котором приняли участие представители руководства ОК РУСАЛ во главе с техническим директором компании Виктором Манном и ведущие специалисты ИВТЭ, разрабатывающие новые технологии для внедрения на предприятиях компании. По словам научного руководителя ИВТЭ доктора химических наук Юрия Зайкова, уральский академический институт и ОК РУСАЛ — крупнейший в мире производитель алюминия — просто обречены на сотрудничество. Ведь ИВТЭ — единственное в России профильное научное учреждение, которое специализируется в области электролиза расплавленных солей, составляющего основу технологии получения алюминия. Уральские электрохимики способны в полной мере  удовлетворить потребности РУСАЛа в инновационных разработках и научном сопровождении их внедрения.

Специалисты ИВТЭ продемонстрировали производственникам запущенный полгода назад опытный электролизный участок, где проходят расширенные испытания новых экологически чистых технологий получения алюминиевых сплавов.

Первые хоздоговоры с ОК РУСАЛ Институт высокотемпературной электрохимии заключил в 2003–2004 годах. Перед учеными стояло несколько задач: увеличить энергоэффективность производства алюминия за счет модификации состава традиционного криолит-глиноземного электролита; создать новые материалы для нерасходуемых (инертных) анодов, на которых выделяется кислород, в отличие от угольных расходуемых анодов, выделяющих парниковые газы; разработать низкотемпературную технологию получения алюминия в электролитах на основе калиевого криолита.

Эти прикладные работы имели и фундаментальный эффект, поскольку дали «пищу» для более глубоких исследований физико-химических свойств новых электролитов, механизма и кинетики протекания электродных процессов при электролизе расплавов на электродах, изготовленных из металлов, керамики и керметов. По их результатам сотрудники ИВТЭ защитили 4  кандидатских диссертации и одну докторскую.

 Не так давно в Ижевске прошла IV Всероссийская конференция «Химическое разоружение — 2015: итоги и аспекты технологических решений, экоаналитического контроля и медицинского мониторинга». В числе ее организаторов — Удмуртский научный центр УрО РАН, Институт механики УрО РАН, Министерство строительства, архитектуры и жилищной политики Удмуртской Республики. Целью мероприятия было обсуждение результатов и проблем химического разоружения в нашей стране по состоянию на 2015 г., а также рассмотрение вопросов, связанных с дальнейшим функционированием объектов после выполнения конвенциональных задач, технологических проблем, связанных с обезвреживанием реакционных масс и отходов уничтожения химического оружия (УХО). На заседаниях анализировались проблемы экоаналитического контроля и медицинского мониторинга работ по УХО, реабилитации загрязненных территорий. Ижевск был выбран местом проведения конференции не случайно. Это — столица российского региона, где было размещено больше всего отравляющих веществ.

Докладчиками на заседаниях стали сотрудники московского НИЦ Федерального управления по безопасному хранению и уничтожению химического оружия (ФУ по БХ и УХО), специалисты в области проблем химического разоружения и обезвреживания токсичных веществ из Санкт-Петербурга, Кирова, Кургана, Саратова, Пензы, Уфы и Ижевска.

2015 год стал важной вехой в реализации Программы по уничтожению химических отходов в России: работы завершаются в г. Щучье Курганской области, пос. Марадыковском Кировской области, г. Почепе Брянской области, пос. Леонидовка Пензенской области. В настоящий момент в Российской Федерации уничтожено почти 90% всех запасов отравляющих веществ (ОВ). 

В начале нынешнего года пермская компания «ФМ-Диагностика», разработавшая аппарат ранней диагностики заболеваний сосудов Microtest 100WF, получила статус резидента инновационного центра «Сколково». Медицинский прибор создан в сотрудничестве с физиками из Института механики сплошных сред УрО РАН (г. Пермь). Примечательно, что это не первый сколковский проект, базирующийся на достижениях уральской академической науки. «НУ» уже неоднократно писала о препарате «Триазавирин», разработка и выпуск которого также был поддержан фондом.

Действие нового диагностического прибора основано на регистрации низкоамплитудных колебаний кожной температуры, вызванных изменением тонуса микрососудов кожи. Принципы проведения ряда измерений и обработки данных были предложены пермскими учеными-физиками. Подробнее об истории создания прибора корреспонденту «НУ» рассказал научный руководитель проекта, заведующий лабораторией физической гидродинамики ИМСС, доктор физико-математических наук Петр Готлобович Фрик.

— Инициатором работы выступил специалист по измерительным системам, директор по НИОКР Пермского приборостроительного предприятия «Системы контроля» Сергей Юрьевич Подтаев. Он сумел собрать междисциплинарную команду, в которую вошли сотрудники ИМСС, специалисты по измерениям и анализу сигналов, и сотрудники Пермского государственного медицинского университета им. Е.И. Вагнера — хирурги, эндокринологи, кардиологи, заинтересованные в разработке новых методов диагностики.

Первая работа коллектива, посвященная возможности контроля системы микроциркуляции крови по пульсациям кожной температуры, вышла в 2008 году. На сегодня есть как готовый к массовому выпуску прибор Microtest, так и методики его использования для диагностики заболеваний, при которых возникают нарушения работы системы микроциркуляции. Это целый ряд патологий: сахарный диабет, различного рода дисфункции сердечно-сосудистой системы, а также профзаболевания.

Хорошая ли у меня наследственность? Откуда пришли мои далекие предки? Какие заболевания мне угрожают и можно ли их избежать? Сегодня на эти вопросы можно получить конкретный ответ.

28 ноября в Екатеринбурге состоялось официальное открытие регионального представительства компании «Мой ген» в Екатеринбурге. В рамках мероприятия прошла пресс-конференция на тему «Современные методы генетической диагностики в клинической практике». Перед собравшимися журналистами, представителями науки, бизнеса, руководителями и ведущими специалистами частных и государственных медицинских учреждений выступили академик РАН и РАМН, председатель Комитета по науке и наукоемким технологиям Государственной Думы РФ В.А. Черешнев и академик РАН и РАСХН, директор Центра «Биоинженерия» РАН, председатель научного совета РАН по биотехнологии, член Совета при президенте Российской Федерации по науке, технологиям и образованию К.Г. Скрябин.

Константин Георгиевич Скрябин (на фото) рассказал об индивидуальном генетическом паспорте (персональном генетическом исследовании), с помощью которого каждый человек может узнать о рисках развития у него более чем 50 заболеваний, а значит, сможет вовремя принять профилактические меры и скорректировать свой образ жизни в зависимости от полученных результатов. Исследование «Мой ген. Здоровье» позволяет получить информацию о генетически предопределенной реакции организма на лекарства, о подходящих человеку видах спорта, выстроить правильный рацион питания. Такой документ станет основой для медицины будущего, которая при любом лечении будет учитывать индивидуальные генетические особенности конкретного человека.

В марте 2013 г. штаб экспедиции известного российского путешественника Федора Конюхова обратился к ученым Коми научного центра УрО РАН Владимиру Витальевичу Володину и Евгению Рафаиловичу Бойко с просьбой предоставить для длительного высокоширотного перехода с Северного полюса в Гренландию инновационные продукты — адаптогенный препарат «Адастен», содержащий фитоэкдистероиды, и поливитаминный комплекс «Витибаланс-Мультивит», специально разработанные в Институтах биологии и физиологии Коми НЦ УрО РАН для повышения функциональных резервов человека в условиях высокой физической нагрузки и действия неблагоприятных факторов Севера. Ученые не только обеспечили Федора Конюхова и его напарника Виктора Симонова необходимым количеством препаратов, но и разработали для этого ранее недоступного по своей сложности маршрута рекомендации по рациону питания и схему обеспечения витаминного статуса и поддержания высокой работоспособности организма с использованием БАД «Адастен». После возвращения из экспедиции в своих отзывах участники экспедиции отметили высокую эффективность препаратов по повышению силы, выносливости и ускорению восстановления после длительных интенсивных нагрузок.

В предстоящей экспедиции, которая стартует в декабре 2013 г. в Чили, Федор Конюхов планирует пройти более 8 000 морских миль (15 000 км) через Тихий океан на весельной лодке в одиночку, чтобы спустя 200 дней причалить у берегов Австралии. В это рискованное путешествие для поддержания «силы духа и тела» Федор Конюхов вновь возьмет с собой препараты, разработанные сыктывкарскими учеными.