8 декабря в наукограде Кольцово под Новосибирском запустили линейный ускоритель — начальную ступень синхротрона «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ). Пучок из источника электронов пролетел сквозь всю структуру линейного ускорителя, его параметры зафиксированы системой люминофорных датчиков (положение и размер), спектрометром (энергия) и цилиндром Фарадея (суммарный заряд), они соответствуют проектным.
«Сегодня мы демонстрируем работу, наверное, технически самой сложной части ускорительно-накопительного комплекса СКИФ — это линейный ускоритель. Мы реализовали этот проект в условиях очень жестких внешних ограничений, и фактически мы решили задачу создания полностью отечественной технологии производства линейных ускорителей высокой энергии для источников синхротронного излучения и для физики элементарных частиц»,
Биологи из Московского госуниверситета и Института биологии развития РАН выяснили, что серотонин — молекула, участвующая в передаче нервных импульсов и многих других процессах в организме, — используется для межклеточной коммуникации клетками млекопитающих на ранних этапах развития.
«Наше исследование показывает, что молекулярные пути, в которые вовлечен серотонин, запускаются на самых ранних стадиях развития млекопитающих. Поскольку серотонин важен для созревания яйцеклеток и формирования зародыша, эти пути можно искусственно активировать, чтобы улучшать качество половых клеток и эмбрионов, что, в свою очередь, может помочь в лечении бесплодия. Кроме того, работа подчеркивает, что и другие сигнальные молекулы могут иметь еще неизвестную роль в эмбриональном развитии и созревании половых клеток. Это открывает большие перспективы для дальнейших исследований»,
Для получения керамических материалов красноярские ученые использовали два вида сырья: промышленные отходы от сжигания угля – летучую золу, и природное сырье вулканического происхождения – измельченный перлит. Эти материалы перспективны для использования в качестве микрофильтрационных мембран: очищают воду от твердых частиц практически на сто процентов и могут использоваться повторно.
«Основными критериями при получении керамических мембран являются их пористость, прочность, проницаемость, химическая стойкость и экономические показатели. Выбор исходного сырья обусловлен возможностью использовать крупнотоннажные дисперсные отходы и доступностью природных ресурсов для получения композиционных материалов. Также использование техногенных отходов позволяет существенно снизить стоимость фильтрационных и мембранно-разделительных материалов на их основе»,
Нанопористые мембраны — ключевой элемент в современных системах очистки воды. Однако их долговечность и эффективность при удалении солей остаются важными проблемами для промышленных приложений. Ученые МГУ разработали новые мембраны, которые значительно превосходят существующие аналоги.
«Мы исследовали первапорацию через мембраны, модифицированные оксидом графена и MXene, и обнаружили, что такие материалы не только более эффективны, но и значительно устойчивее при длительной эксплуатации»,
Развитие медицины — залог процветания людей по всей планете. Какими достижениями ознаменовался в этой сфере 2024 г. и каких прорывов ожидают врачи от ближайшего будущего? Вспоминаем важнейшие итоги уходящего года и с интересом смотрим в 2025 г. вместе с проректором по научной работе РНИМУ им. Н.И. Пирогова, директором Института трансляционной медицины НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии им. ак. В.И. Кулакова, профессором РАН, доктором биологических наук Денисом Владимировичем Ребриковым.
«Сегодня гораздо более интенсивно, чем раньше, на рынок выходят высокотехнологичные лекарственные препараты. Мы видим, как успешно завершаются начатые несколько лет назад клинические исследования геннотерапевтических, иммунобиологических, клеточных препаратов, чье действие основано на персонализированных подходах к лечению конкретного пациента, и эти лекарства получают разрешение на применение в клинике»,
При эксплуатации сенсоров в агрессивных условиях на них воздействуют высокие температуры, влажность и механические нагрузки, из-за чего они работают некорректно. Поэтому необходимы инновационные подходы к проектированию «мозгов» прибора – их вычислительных систем. Ученые ПНИПУ разработали эффективный метод создания вычислительной системы сенсорного устройства, который использует звуковую волну для определения места касания. Это повысит надежность, скорость реакции и точность прибора даже в сложных условиях эксплуатации.
«Этапы создания нашей вычислительной системы включают в себя анализ условий, в которых будет эксплуатироваться сенсорный экран <…>, а также допустимый размер устройства, необходимую точность и скорость работы. Уже на основе этой информации подбираются подходящие материалы, не поглощающие звуковые волны, и рассчитывается скорость звука в них»,
Влияние борщевика на сообщества почвенных нематод изучают карельские ученые.
При сравнении сообществ почвенных нематод из мест внедрения борщевика в луговую экосистему и контрольного луга биологи обнаружили, что разнообразие нематод осталось на том же уровне, однако произошло изменение таксономического состава и структуры, т.е. есть виды нематод, которые предпочитают почву разнотравного луга, другие же более успешны под борщевиком.
Также установлено, что в Карелии в почве под борщевиком более многочисленны нематоды, ассоциированные с растением, – это нематоды, способные питаться как за счет корней, так и почвенных грибов, и всеядные нематоды. В исследованных местах произрастания борщевика, расположенных южнее, доминируют нематоды-бактериотрофы, питающиеся микробной массой, и паразиты растений.
Каково же влияние разных способов борьбы с борщевиком на почвенных нематод и почвенное плодородие, ученым еще предстоит узнать.
Фото из архива авторов исследования
Подробнее на портале Научная Россия
#борщевик
Что такое ишемическая болезнь сердца и как она проявляется? Какие она несет риски, как ее правильно диагностировать и как лечить? Всегда ли в этом случае нужно шунтирование или стентирование? Что главное в работе кардиолога? Об этом рассуждает член-корреспондент РАН Симон Мацкеплишвили, руководитель отдела кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии Университетской клиники МГУ.
«Ишемическая болезнь — это убийца № 1 в мире. В России примерно половина всей смертности обусловлена болезнями системы кровообращения или сердечно-сосудистыми заболеваниями, что одно и то же. Это около миллиона людей в год. Из них почти половина, практически полмиллиона человек — умершие от ИБС. Есть острые формы заболевания, например острый инфаркт миокарда, которому уделяется максимальное внимание, при этом смертность от него составляет примерно 6–7% общей смертности. А мы же говорим про 500 тыс. человек в год».
Ученые из Института химии растворов РАН в 20 раз повысили растворимость лекарства для снижения давления телмисартана, соединив его с циклодекстрином — веществом в виде кольца из связанных между собой молекул глюкозы. Исходный медпрепарат плохо растворяется в крови, и поэтому для достижения эффекта его нужно принимать в больших дозах. В составе комплекса с циклодекстрином лекарство стало лучше и быстрее усваиваться, и поэтому используемые для лечения концентрации станут меньше, а значит, снизится риск побочных эффектов.
«Полученные результаты будут полезны при создании инновационных лекарственных форм телмисартана, которые повысят эффективность лечения сердечно-сосудистых заболеваний и снизят риск нежелательных побочных эффектов. Методики, которые мы использовали в данной работе, также могут использоваться для улучшения свойств других малорастворимых лекарств»,
Впервые ученые использовали выращенные в лаборатории органоиды, созданные из опухолей людей с глиобластомой (ГБМ), для точного моделирования реакции пациента на терапию CAR T-клетками в режиме реального времени. Реакция органоида на терапию отражала реакцию реальной опухоли в мозге пациента. То есть, если после лечения органоид уменьшался, то уменьшалась и реальная опухоль пациента, говорится в исследовании Университета Пенсильвании.
«Трудно определить, как пациент с ГБМ реагирует на лечение, потому что мы не можем регулярно делать биопсию мозга, а на МРТ сложно отличить рост опухоли от воспаления, вызванного лечением»,
«Эти органоиды с большой точностью отражают происходящее в мозге человека, мы надеемся, что в будущем их можно будет использовать для "знакомства" с опухолью каждого пациента и быстрого определения эффективных методов лечения».
«Сейчас необходимо эффективно и в короткие сроки получить качественные результаты. Конечно, отрасль достаточно важна для реального сектора экономики России. Например, создание электромобилей, отрасль, стремительно развивающаяся в течение последних десяти лет, использует 42% от общего мирового потребления редкоземельных магнитов. Этот рынок вырос на десятки процентов за последнее время, поэтому важно возродить отечественную магнитную отрасль», – прокомментировал директор ИМЕТ РАН Владимир Комлев.
«В Советском Союзе этому направлению уделяли огромное внимание, существовали значительные производственные мощности, например «Магнетон», Конструкторское бюро специальных магнитов. Сегодня в стране есть только локальные успехи, но создать полный производственный цикл редкоземельных магнитов пока не удалось. Мы импортируем от 2,0 до 2,5 тыс. т редкоземельных магнитотвердых магнитов в год; при стоимости от $10 до более $150 за 1 кг».
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Подробнее на портале Научная Россия
#имет_ран
Ученые представили экологичную и экономически выгодную технологию переработки отходов извести и серной кислоты в высококачественный материал для строительства. На основе этого вещества получается более прочный и устойчивый к влаге цемент, который к тому же быстрее затвердевает. Новый метод отличается простотой, значительно меньшими затратами по сравнению с традиционными технологиями, а также большей энергоэффективностью.
«Университет МИСИС по госпрограмме "Приоритет-2030" реализует проект "Технологии устойчивого развития", в рамках которого наши ученые создают высокотехнологичные решения, способствующие снижению техногенной нагрузки и формированию комфортной среды. Новая технология, разработанная международным коллективом исследователей под руководством молодого талантливого учёного, к.т.н. Дмитрия Московских, позволит значительно сократить объемы промышленных отходов»,
Подземная лаборатория для изучения природоподобного метода захоронения радиоактивных отходов будет построена в горах около Красноярска к 2035 г. Об этом рассказал академик Георгий Рыкованов в докладе «Научные и технологические вопросы атомной энергетики» на Общем собрании членов РАН 10 декабря 2024 г.
Г.Н. Рыкованов объяснил, что с развитием атомной энергетики рано или поздно возникнет необходимость найти безопасное место для размещения радиоактивных отходов, «упаковываемых» в блоки из стекла.
«Лучше всего, если их удастся захоронить»,
«Есть прогнозы, согласно которым лед Белого моря может полностью исчезнуть. Случится это в реальности или нет, пока неизвестно, но существуют расчеты, показывающие, что это событие весьма вероятно. Плохо это или хорошо? Как и в любом процессе, здесь есть свои положительные и отрицательные стороны», – поделился руководитель лаборатории географии и гидрологии Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН Алексей Толстиков.
«Многие говорят о том, что сокращение льда в Арктике позволяет освободить Северный морской путь и расширить возможности навигации. С другой стороны, деградация многолетней мерзлоты, содержащей в себе парниковые газы, в частности метан, приводит к их выбросам в атмосферу. Мировой океан аккумулирует большое количество парниковых газов, и при определенном стечении обстоятельств они могут попасть в атмосферу в большом количестве. Для нас это сравнимо с миной замедленного действия».
Фото: Александр Козлов / «Научная Россия»
Подробнее на портале Научная Россия
#белое_море
В конце этого года ученые, которые работают над созданием ЦКП СКИФ, планируют получить первый пучок в линейном ускорителе. Буквально вчера пучок пролетел первый метр, а сейчас в Кольцово налаживается магнитная система для того, чтобы сфокусировать его. Полностью сдать проект должны через год, в декабре 2025 г. О работах над созданием ЦКП СКИФ рассказал директор проекта член-корреспондент РАН Евгений Левичев во время Общего собрания членов Российской академии наук 10 декабря.
«СКИФ — это источник синхротронного излучения поколения 4+, единственный в РФ. Это сложный инженерный объект: площадь стройки 30 Га, на которых расположится более 30 зданий и сооружений. Строительство идет довольно интенсивно, каждый день работают порядка 1800 человек, причем они не прекращают работу ни ночью, ни в выходные. Тем не менее работы очень много»,
Термический режим рек – один из важнейших гидроэкологических факторов, обусловливающих функционирование речных экосистем. При этом систематические исследования и в России, и в мире долгое время не проводились или проводились в очень ограниченном масштабе.
Ученые географического факультета МГУ создали крупнейшую в мире и самую современную базу данных о среднемесячной температуре воды на реках российской Арктики и проанализировали особенности ее пространственно-временной изменчивости с учетом изменения климата и антропогенного воздействия.
Дана оценка многолетним изменениям температуры воды в период половодья и при наступлении зимней межени в сентябре-октябре, особенно в арктической части Западной Сибири. На основании полученных результатов построены карты для всей российской Арктики. Значительное внимание было уделено причинам наблюдающихся изменений.
Фото: Данила Школьный
Подробнее на портале Научная Россия
#реки
#арктика
Жизнь, принципы ее возникновения и функционирования, законы ее развития и угасания никогда не перестанут дарить ученому миру все новые и новые загадки. Чего нового удалось добиться биологам в уходящем 2024 г., за что была вручена Нобелевская премия и как новые технологии проникают в биоинженерную сферу, корреспондент «Научной России» узнал у старших преподавателей Центра молекулярной и клеточной биологии Сколтеха.
«Хочется отметить развитие методов искусственного интеллекта для белкового дизайна, в частности выход третьей версии AlphaFold. Есть принципиальный момент, которым она отличается от предыдущей версии: третий AlphaFold предсказывает структуру белка в комплексе с малой молекулой. До этого AlphaFold 2 предсказывал трехмерную структуру белка либо как одиночной молекулы, либо как комплекса нескольких белковых молекул»,
Прототип на основе микроэлектронных мемристоров полностью имитирует электрическую активность нервных клеток, приближаясь по энергоэффективности и быстродействию к природным аналогам. Мемристоры выполняют функцию ионных каналов: обеспечивают передачу сигнала и воспроизводят динамику клеток мозга.
«Поврежденные нейроны восстанавливаются медленно. С помощью мемристоров можно создавать устройства, которые ускорят регенерацию. Они будут обрабатывать сигналы мозга и стимулировать активность нервных клеток в режиме реального времени. Например, нейрочип с десятками биоподобных нейронов перспективен для восстановления поврежденных нейросетей спинного мозга. Высокая скорость обработки сигналов у мемристоров позволяет создать нейроинтерфейсы, которые будут предсказывать приступы эпилепсии, опережая вспышку патологической нейронной активности»,
Когда вода из тающих ледников попадает в озера и ручьи, микробы, живущие в этих водоемах, могут потреблять большое количество метана, вымываемого из-под тающих ледников. Это выяснили ученые колледжа Дикинсона. Они обнаружили, что естественный процесс, называемый окислением, может сократить выбросы метана в атмосферу на 53%.
«Исследования, охватывающие сушу, лед, воду и воздух, редки, потому что они требуют междисциплинарного подхода и взгляда на всю экосистему»,
На прошлой неделе европейские ученые опубликовали исследование о том, что супервспышки на Солнце, способные повлиять на земную и спутниковую инфраструктуру, могут происходить в 10–100 раз чаще, чем предполагалось ранее.
Научный руководитель ИЗМИРАН Владимир Кузнецов рассказал порталу «Научная Россия», что в течение ближайших пяти лет количество солнечных вспышек и выбросов, влияющих на Землю, будет увеличиваться. Это связано с тем, что сейчас уровень солнечной активности находится в максимуме 11-летнего солнечного цикла. При этом ожидать событий, которые могли бы значительно угрожать человечеству, не стоит.
«Для формирования супервспышки особых оснований нет ― проводилось моделирование ситуации, при которой возникнет большая опасность для Земли. Оценки показали, что для этого все параметры должны быть примерно в 100 раз больше. Такого мы не наблюдали».
В баллистическом центре ФКИ МГУ развернули сервис баллистико-навигационного обеспечения, позволивший снизить зависимость от внешних источников траекторных данных.
Центры управления университетских спутников для планирования сеансов связи и прогноза траектории используют данные, представляемые в виде т.н. «двустрочных элементов» (TLE). При оперативном обновлении они позволяют определять положение космического аппарата с точностью, достаточной для приема служебной и целевой информации. Их формат удобен для использования, хранения и обмена информации.
В баллистическом центре ФКИ для оперативного предоставления пользователями «двустрочных элементов» использованы полученные измерения либо уже сгенерированные по ним TLE как исходных данных, построены траектории космического аппарата в рамках точной модели движения по полученным исходным данным, а также создан новый набор TLE на требуемый момент времени по построенной траектории.
Фото: ru.123rf.com
Подробнее на портале Научная Россия
#навигация
Способность реагировать на чужие эмоции оказывает глубокое влияние на нашу повседневную жизнь, она эволюционно сохранилась у людей и животных, но мозговые механизмы, которые регулируют ее проявление, оставались неясными.
Ученые из Итальянского технологического института выявили решающую роль префронтальной коры в этих социально-когнитивных процессах. Результаты показали, что определенная группа клеток является ключевым модулятором эмоциональных реакций на других людей, основанных на эмоциональном переживании. Эти нейроны вырабатывают кортикотропин-рилизинг фактор, молекулу, участвующую в механизме стресс-реакции. Нейроны функционируют как эмоциональная память, влияя на реакции в ответ на социально-эмоциональные стимулы.
Эта работа может помочь в разработке новых целевых терапий, направленных на улучшение измененных эмоциональных состояний, наблюдаемых у людей при психических заболеваниях.
Фото: Francesco Papaleo / IIT-Istituto Italiano di Tecnologia
Подробнее на портале Научная Россия
#эмпатия
#нейроны
В Шуваловском корпусе МГУ 13 декабря в 17:00 прошло торжественное мероприятие, посвященное 95-летию химического факультета. В рамках юбилея состоялась научно-популярная выставка инновационных проектов, где молодые ученые представили свои исследования и разработки.
В холле второго этажа гости могли ознакомиться с достижениями ведущих научных групп факультета: от разработок костных имплантов и люминофоров нового поколения до материалов для авиационной промышленности и технологий экологической очистки территорий. На первом этаже была представлена масштабная экспозиция, посвященная Д.И. Менделееву.
Химический факультет МГУ входит в ТОП-100 международных рейтингов. Более половины академиков отделения химии и наук о материалах РАН — выпускники факультета. Среди партнеров химфака — крупнейшие предприятия добывающей и перерабатывающей промышленности, отраслевые министерства, а также ведущие компании и университеты мира.
Фото: Елена Либрик / Научная Россия
Подробнее на портале Научная Россия
#химфак_мгу
Проблемы крови — нарушения переноса кислорода и высокие риски тромбозов — отвечают за львиную долю осложнений при COVID-19. Но что именно при этом происходит с клетками крови, было неясно. Ученые показали, что у эритроцитов тяжелых пациентов с коронавирусом нарушается фильтруемость, т.е. способность проходить через тонкие капилляры. В настоящее время нет прямых доказательств, что вирусы способны сами взаимодействовать с эритроцитами. Скорее всего, воздействие на эритроциты идет либо через их предшественников, либо через воспалительные процессы в организме.
Наоборот, тромбоциты пациентов могут напрямую взаимодействовать с вирусом и выступают его носителями. Пока нет уверенности, насколько это помогает или мешает распространению вируса. Но в ходе этого процесса происходит активация тромбоцитов, что может повышать риски тромбозов, микрососудистых нарушений, — и одновременно нарушать нормальную работу тромбоцитов по остановке кровотечений.
Фото: ru.123rf.com
Подробнее на портале Научная Россия
#коронавирус
В Кремле прошло вручение государственных наград Российской Федерации. Почетные ордена, медали и звания получили работники здравоохранения, промышленности и сельского хозяйства, представители общественных и религиозных организаций, государственные деятели, журналисты, учителя и наставники, известные артисты и композиторы.
На торжественной церемонии Владимир Владимирович Путин отметил государственными наградами многолетнюю плодотворную деятельность видных врачей, ученых и организаторов здравоохранения академиков Андрея Дмитриевича Каприна и Константина Валентиновича Котенко.
«Заботу о будущем государства и благополучии его граждан невозможно представить без прогресса в медицине, постоянного поиска ее новых возможностей, эффективной и своевременной помощи людям»,
Ученые обнаружили, что повреждение клеток сетчатки глаза, связанное со старением, может быть предотвращено путем ее насыщения природными антиоксидантами – каротиноидами, изначально присутствующими в зрительной системе человека. В качестве переносчика этих молекул может быть использован каротиноидсвязывающий белок AstaP из зеленых водорослей. Показано, что каротиноид зеаксантин способен ослаблять токсические эффекты окислительного стресса в сетчатке, а белок AstaP – доставлять его в клетки этой ткани.
«Анатомические особенности глаза позволяют вводить препараты непосредственно в стекловидное тело, которое постепенно отдает их сетчатке, пролонгируя терапевтический эффект. В настоящее время мы проводим испытания комплекса зеаксантин-AstaP на животной модели ВМД, и первые результаты говорят о высокой эффективности доставки каротиноида»,
Открытая конференция Института системного программирования РАН проходит в Москве 11–12 декабря 2024 г. Пленарное заседание форума объединило ученых, представителей крупных IT-компаний, отраслевых ассоциаций, министерств и государственных ведомств. Участники обсудили актуальные вопросы в сфере информационных технологий, в т.ч. связанные с цифровизацией и развитием искусственного интеллекта.
За три десятка лет своего существования ИСП РАН стал ведущим научным центром страны в области системного программирования. Сейчас институт фокусируется на анализе и трансформации программ, анализе данных, искусственном интеллекте и машинном обучении.
Красной нитью через дискуссию прошла проблема безопасности искусственного интеллекта. Насколько можно доверять «умным» программам и что нужно сделать, чтобы эти технологии помогали человеку, но не вредили ему? Эти вопросы активно обсуждали участники заседания.
Фото: Ольга Мерзлякова / Научная Россия
Подробнее на портале Научная Россия
#исп_ран
#искусственный_интеллект
Мы завязываем ботинки, надеваем галстуки, боремся с проводами. Однако, несмотря на близкое знакомство с узлами, большинство людей не могут отличить слабый узел от сильного, просто взглянув на него, показало исследование Университета Джона Хопкинса.
Эксперимент был прост: исследователи показали участникам четыре узла, которые визуально похожи, но имеют разную иерархию прочности. Людей просили посмотреть на узлы и указать на самый сильный. Участники постоянно ошибались. Более того, в тех редких случаях, когда они угадывали, люди делали это по неверным причинам, указывая на аспекты узла, которые не имели никакого отношения к его прочности.
Нам не нужно трогать стопку книг, чтобы оценить ее устойчивость. Не нужно ощупывать шар для боулинга, чтобы угадать, сколько кеглей он собьет. Но узлы напрягают наши механизмы оценки интересным образом. Эта работа показывает новое слепое пятно в нашем визуальном восприятии предметов.
Фото: Khamar Hopkins/Johns Hopkins University
Подробнее на портале Научная Россия
#узлы
В России начали возрождать магнитную отрасль: в сентябре в Суздале прошла Всероссийская научно-техническая конференция «Постоянные магниты: наука и технологии. Производство. Применение», объединившая науку, образование и производителей. Одно из главных решений мероприятия ― наладить производство редкоземельных магнитов объемом до 3 тыс. т до 2030 г. С научной стороны развитие магнитной отрасли в России активно поддерживает Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук.
Насколько отечественные производства зависимы от магнитов? Какие смежные отрасли необходимо развивать? Каковы перспективные направления научной работы и поможет ли искусственный интеллект? Об этом ― в интервью с директором ИМЕТ РАН членом-корреспондентом РАН Владимиром Сергеевичем Комлевым.
Читайте на портале «Научная Россия» в пятницу 13 декабря с 12:00.
Фото: Елена Либрик / Научная Россия
Подробнее на портале Научная Россия
#магниты
#имет_ран
Портативный биопринтер для биопечати тканевого эквивалента кожи будет эффективен для лечения незаживающих или плохо заживающих язв, в том числе диабетической природы. Для тестирования системы ученые планируют провести эксперимент на мини-пигах в лаборатории регенеративной ветеринарии Сеченовского Университета.
При создании комбинированных биочернил используется гидрогель со сфероидами – агрегатами клеток, которые выступают в качестве строительных блоков, а также внеклеточные везикулы, обладающие выраженным прорегенеративным и противовоспалительным потенциалом. В составе таких чернил клетки обмениваются различными сигнальными молекулами и развиваются, как в естественной ткани.
Благодаря особым свойствам гидрогеля и внеклеточных везикул сфероиды эффективно заполняют раневую поверхность. Это также должно помочь людям с гангренозной пиодермией.
Фото: ru.123rf.com
Подробнее на портале Научная Россия
#биопринтер
#лечение_ран