В Международный день промышленного дизайна, отмечаемый ежегодно 29 июня, заведующий кафедрой инжиниринга технологического оборудования НИТУ МИСИС, сооснователь и генеральный конструктор инжиниринговой компании полного цикла Karfidov Lab Алексей Карфидов объясняет, почему современным промдизайнерам необходимо изучать цифровое производство и овладевать навыками экспериментальной инженерии.

Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.

Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.

При лечении сложных переломов голени врачи часто используют специальные металлические конструкции — аппараты, которые крепятся к кости через мягкие ткани с помощью спиц. Главная опасность в том, что при неправильной фиксации они могут задеть или сдавить артерию, что часто приводит к кислородному голоданию тканей или к отмиранию мышц. Сейчас хирурги ориентируются на стандартные медицинские схемы, где отмечены безопасные зоны для ввода спиц. Однако эти данные усредненные и не учитывают индивидуальные анатомические особенности, а значит, риск неправильной фиксации конструкции до сих пор сохраняется. Ученые Пермского Политеха впервые создали компьютерную модель, которая позволяет заранее рассчитать, как фиксация конструкции повлияет на кровоток в голени. На ее основе разработали алгоритм, который поможет хирургу еще до операции рассчитать безопасные зоны для ввода спиц и избежать повреждения сосудов.

Дмитрий Глуховец, руководитель лаборатории оптики океана Института океанологии РАН и доцент кафедры термогидромеханики МФТИ рассчитал, как солнце прогревает толщу Черного моря в районе Геленджика с апреля по сентябрь. Разработанная им региональная модель учитывает увеличение мутности воды, вызванное повышенным содержанием растворенного органического вещества, что не было реализовано в предыдущих подходах. Результаты помогут точнее предсказывать температурный режим прибрежных вод и состояние морских экосистем.

Железнодорожные мосты — самая уязвимая часть транспортной инфраструктуры России: от их технического состояния зависят жизни пассажиров и безопасность движения поездов. Традиционная диагностика требует остановки движения и ручного обследования труднодоступных элементов. Даже современные дроны с нейросетями не решают проблему до конца: они не привязывают обнаруженные дефекты к инженерному чертежу, что приводит к необходимости снова вручную искать место повреждения по видео, сводя на нет преимущества автоматизации. Ученые Пермского Политеха впервые создали комплексную систему, которая от полета беспилотника до готовой карты трещин и коррозии работает полностью автоматически — без многочасового просмотра видео и риска пропустить повреждение. Предложенный подход к мониторингу железнодорожных мостов не имеет аналогов.

Российские ученые из Высшей школы экономики, МГУ имени М.В. Ломоносова и Таллинского технического университета изучили ископаемый вид древних брахиопод (плеченогих), который обитал в теплом море на севере современной Эстонии более 445 миллионов лет назад. Древняя брахиопода росла в форме чашки со «шляпкой», чтобы защититься от зарастания.

Проблема непереносимости глютена затрагивает до 150 миллионов человек во всем мире. Единственный выход — полностью исключить этот компонент из рациона. Однако существующий безглютеновый хлеб практически не содержит белка и клетчатки, быстро повышает уровень сахара и черствеет. При этом существующие зарубежные рецептуры разработаны под импортное сырье и технологии, что не позволяет применять их к российскому сырью. Ученые Пермского Политеха разработали новые рецептуры безглютенового хлеба и исследовали влияние многокомпонентных мучных композиций и добавок на его качество. Они впервые в России создали смеси, в которых по сравнению с существующими отечественными аналогами в два-три раза больше белка и жиров, а углеводов — на 30-50 процентов меньше.

Ученые выяснили, что один из типов иммунных клеток — естественные киллеры — и выделяемые ими микроскопические пузырьки (везикулы) подавляют рост бактерий, устойчивых ко многим антибиотикам. Более того, в экспериментах эти клетки и их везикулы сделали микроорганизмы уязвимее перед существующими лекарствами. В перспективе такой инструмент может лечь в основу новых антибактериальных препаратов и вспомогательных средств для усиления эффекта традиционных антибиотиков.

Чтобы оценить нефтеносность пласта и способы извлечения нефти, геологи используют керн — цилиндрический образец породы со дна скважины. Это главный, а часто и единственный источник данных о пористости, проницаемости и поведении породы в агрессивной среде. Но керна всегда мало: из многокилометровой скважины получают десятки метров, а каждое серьезное испытание (кислота, горячая вода, газ) разрушает образец. Компьютерное моделирование дает лишь приблизительные расчеты, а 3D-печатные реплики искажают структуру и свойства. Ученым Пермского Политеха впервые в России удалось разработать технологию воспроизведения фильтрационно-емкостных свойств керна, обеспечивающую точность совпадения копии с оригиналом не менее 95%.

Ученые Сеченовского Университета установили, что возраст существенно меняет реакцию нейронов на ишемический инсульт: у пожилых пациентов клетки мозга быстрее теряют способность поддерживать энергетический обмен и значительно чаще запускают программу клеточной гибели. Эти изменения могут быть одной из причин, почему стандартные нейропротективные подходы нередко оказываются менее эффективными у пациентов старших возрастных групп.

Исследователи из МИЭМ ВШЭ и ИПКОН РАН разработали новую математическую модель мониторинга, которая позволяет фиксировать источник опасных подземных вибраций в реальном времени. Технология поможет снизить риск повреждения зданий, дорог и другой инфраструктуры рядом с карьерами и шахтами.

Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали технологию изменения структуры молекул нефти с помощью энергии кавитационных полей, которые создаются при воздействии ультразвука. Технология позволяет облагораживать нефть, меняя ее физико-химические характеристики и снижая долю нежелательных составляющих веществ. Для проведения полевых испытаний ее реализовали в мобильном исполнении с применением управляемых ультразвуковых полей. Разработанное исследовательское оборудование может применяться на любом месторождении, включая удаленные и труднодоступные.

Группа ученых из МФТИ, Российского квантового центра, ФИАН, МГТУ имени Баумана и НИЯУ МИФИ экспериментально определила длину волны, при которой поляризуемость атома тулия в основном состоянии равна нулю. Лазер с таким излучением практически не взаимодействует с атомами тулия в решетке. Результаты работы могут найти применение в квантовых симуляторах, оптических ловушках и прецизионных измерениях.

Измеряя магнитные поля с помощью специальных магнитометров, можно предсказывать аварии на электросетях, находить залежи руды и даже диагностировать болезни сердца без операций. Но главная проблема таких приборов в том, что точные модели — громоздкие, а компактные — ненадежные: они ошибаются из-за помех и быстро ломаются. Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из ПНППК и Дальневосточного государственного университета путей сообщения разработали волоконно-оптический миниатюрный магнитометр, который в два раза эффективнее аналогов.

Ежегодно тысячам людей устанавливают титановые эндопротезы суставов. Успех приживления зависит от микрорельефа: идеальная шероховатость помогает костной ткани врастать в имплант, а хаотичная или слишком гладкая поверхность приводит к отторжению в 5% случаев. Для создания нужного рельефа применяют электроэрозионную обработку — с помощью искр выплавляют нужную геометрию даже на сверхпрочных сплавах. Но они бьют случайно, а чтобы предсказать форму каждой ямки, нужны сложные расчеты, которые требуют суперкомпьютеров и много времени. Поэтому производители действуют методом проб и ошибок. Ученые Пермского Политеха впервые в России разработали 3D-модель, которая с точностью 98% прогнозирует изменение поверхности импланта. Это позволяет за секунды рассчитать режим обработки и получить идеальный рельеф до запуска станка.

Преподаватель из МФТИ показал, что привычные тексты на иностранном языке с прилагающимся набором упражнений могут уступить место мультимедийному генеративному продукту — графическому нейророману.

Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина разработали алгоритм, который сокращает обработку полученных в процессе внутритрубной диагностики газопроводов данных в десятки раз — с нескольких часов до минут. Опытно-промышленная эксплуатация системы на объектах Единой системы газоснабжения России (ЕСГ) запланирована до конца 2026 года.

Ученые НИУ ВШЭ совместно с коллегами из российских университетов выяснили, какие мутации в гене ACVRL1 опасны для пациентов с легочной артериальной гипертензией. Они смоделировали, как изменения в гене влияют на связывание АТФ с белком — процесс, от которого зависит передача сигналов, необходимых для работы сосудов. Оказалось, что 20 из 32 вариантов могут нарушать передачу сигнала и провоцировать болезнь.

Ученые КНИТУ-КАИ разработали стенд для испытаний винтомоторных групп БПЛА. Новое оборудование обеспечивает достоверность и высокую точность измерения тяги воздушного винта.