В конце октября в Концертном зале «Зарядье» состоялась торжественная церемония вручения IX Всероссийской премии «За верность науке», в ходе которой были названы имена самых талантливых популяризаторов науки. Среди них оказались, конечно, и представители Физтеха: награды получили проект пресс-службы МФТИ «Мининаука» и Александр Осадчиев, ведущий научный сотрудник ИО РАН, сотрудник кафедры термогидромеханики океана МФТИ.

Исследователи из Сколтеха, МФТИ и Всероссийского НИИ автоматики имени Н. Л. Духова предложили метод, который снижает нагрузку на суперкомпьютер и тем самым делает возможным предсказание кристаллической структуры материалов при любых температурах. В своей работе ученые рассчитали структуру силиката магния в нижней мантии и железа во внутреннем ядре Земли, уточнив принятую в современной геологии картину. Без предложенного коллективом альтернативного подхода подобные вычисления оказались бы непомерно дорогими. Новый метод готов к применению к другим химическим системам.

Выбросы метана — проблема многих отраслей промышленности, сельского и городского хозяйства. Этот газ ускоряет процесс глобального потепления и загрязняет окружающую среду. Важно находить и контролировать источники выбросов метана, чтобы определять ущерб, по возможности сокращать и устранять его. Наземный мониторинг осложняется тем, что территории выбросов труднодоступны, представляют опасность для человека и занимают большие площади. А применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) — дорого, в том числе из-за зарубежного коммерческого ПО. Ученые ПНИПУ и специалисты по аэросъемке из ООО «Беспилотные авиационные системы» разработали программно-аппаратный интерфейс, который делает дистанционный мониторинг более экономичным, простым и удобным в применении для конечного пользователя.

Невозможность получить большое количество мембранных белков — узкое место для их изучения. Ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ впервые применили альтернативную систему искусственной наработки белков LEXSY из клеток паразита тритона для производства рецепторов, сопряженных с G-белком. Она позволила получить в три раза больше тестового белка, чем стандартно используемые для этого системы.

Старший научный сотрудник лаборатории больших данных и машинного обучения Южно-Уральского государственного университета профессор Сэчин Кумар разработал модель нейросети для распознавания опухолей мозга по изображениям магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Группе физиков удалось совершить качественный скачок на пути создания нетрадиционных вычислительных технологий, значительно продвинувшись в решении задачи пространственной манипуляции и управления энергией «жидкого света», именуемого «поляритонным конденсатом», при комнатной температуре. Эта разработка открывает новую главу в исследовании полностью оптических высокоскоростных поляритонных логических устройств, без которых переход к компьютерам следующего поколения всегда представлялся неразрешимой задачей.

Доцент факультета экономических наук ВШЭ Виктория Добрынская проанализировала динамику курсов 2000 криптовалют в период с 2014 по 2021 год и изучила взаимосвязь между риском обвала и средней доходностью на криптовалютном рынке. Как оказалось, криптовалюты с более высоким риском обвала, как правило, имеют более высокую среднюю доходность.

Для изготовления металлических деталей сложной формы, например, лопаток турбореактивного двигателя, ювелирных украшений, зубных протезов, применяют прецизионное литье по выплавляемым моделям. Этот процесс заключается в создании твердой керамической оболочки вокруг воскового образца. При высокой температуре воск выплавляют, а в образовавшуюся пустоту заливают металл, образуя отливку. Проблема в том, что воск не впитывает влагу, а керамическая смесь, которая наносится на образец, создается на водной основе. При изготовлении оболочки важно, чтобы керамическая суспензия хорошо смачивала восковую модель, тогда получится качественная металлическая отливка необходимой формы. Ученые Пермского Политеха разработали технологию повышения способности к смачиванию, изменив физические свойства самой восковой поверхности. Этот метод способен радикально изменить и упростить технологию подготовки литейных форм.

Физики Санкт-Петербургского государственного университета и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе провели исследование температурной эволюции наноструктурированного сплава галлия и серебра. Сплав показал перспективность для применения в гибких устройствах микроэлектроники.

Цель любого имплантата — восстановить целостность ткани или заменить утраченную. Важно, чтобы он находился в стабильном контакте с окружающими тканями и не вызывал патологических реакций. Аддитивные технологии (создание изделий слой за слоем) позволяют производить такие имплантаты для костей — скаффолды. Их задача — имитировать структуру, свойства и функции живой ткани, а также оказывать механическую поддержку для клеток. Эти требования накладывают ограничения на имплантаты: они должны обладать нужной пористостью и свойствами, аналогичными человеческой кости. Ученые ПНИПУ разработали градиентные структуры скаффолдов, предназначенные для замещения поврежденных костных тканей. Преимущество их подхода заключается в том, что он позволяет настраивать свойства скаффолда таким образом, чтобы имплантат в наибольшей степени соответствовал участку, которому требуется замена.

Ученые УрФУ обнаружили, что использование галлия и индия может удешевить процесс пирохимической переработки ядерного топлива, сохранив при этом его эффективность. Технология подразумевает использование расплавленных солей и жидкого галлия для разделения компонентов отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Чтобы удешевить этот процесс, физики добавили индий — технология осталась такой же эффективной, но стоимость самой переработки снизилась. Результаты исследования позволят модернизировать современные методы переработки ОЯТ и сделать их более эффективными.

В мире постепенно увеличивается спрос на транспорт с электрическим двигателем. К основным проблемам их эксплуатации относятся недостаточное распространение зарядных станций и ограниченный максимальный пробег электромобиля, в среднем не превышающий 500 километров. Использование водорода в качестве альтернативного источника энергии решает эти проблемы. Такой вариант отличается своей экологичностью, большим запасом хода на одной зарядке (более 1000 километров), быстрой заправкой и безопасностью. Электромобиль на водородном топливе – это сложная техническая система, требующая изучения. В России есть всего одна зарубежная марка такого транспортного средства – Тойота Мирай. Ученые Пермского Политеха разработали нагрузочный стенд для проведения испытаний и изучили конструкцию малогабаритной модели этого гоночного болида. Разработка позволила выявить важные эксплуатационные характеристики объекта, обнаруженные в процессе его работы. Исследование поспособствует импортозамещению зарубежных аналогов электромобилей на водородном топливе.

Взаимодействие человека с роботом-манипулятором все чаще входит в практику работы в пищевой промышленности и медицине. По словам ученых, для такой работы целесообразно по максимуму использовать возможности нейросетевой модели для распознавания и классификации голосовых команд.

Крупногабаритные и толстостенные конструкции, например, бронетранспортеры, вагоны, станки и цистерны нуждаются в быстрой и качественной утилизации. Для этого их необходимо разрезать. Но существующие устройства для резки расходуют много металла, разбрызгивая его при работе, и не способны обрабатывать металлические изделия большой толщины и габаритов. Таким устройствам неподвластны неметаллические сверхтугоплавкие изделия (керамика, бетон и другие) и многослойные конструкции — строительные панели, перегородки. Кроме того, они обладают сравнительно низкой производительностью. Ученые ПНИПУ изобрели устройство для утилизации техники с повышенными возможностями, которое в случае полномасштабной реализации позволяет разрезать крупногабаритные и толстостенные конструкции из любых материалов, например, танки, бетонные и кирпичные преграды и сооружения, фрагменты подводных лодок.

Эффективность работы скважины во многом зависит от того, насколько хорошо призабойная зона (пласт, прилегающий к стволу скважины) пропускает нефть или газ. Проницаемость этой зоны может снижаться, например, из-за попадания воды или примесей, загрязнения отложениями солей. Тогда дебит скважины — объем полезного продукта, который она отдает за единицу времени — уменьшается, а оставшиеся запасы становится трудно и малорентабельно добывать традиционными методами. В этой ситуации применяют гидравлический разрыв пласта. В скважину под высоким давлением закачивается жидкость или гель, они растрескивают породу, и через трещины начинают более интенсивно поступать нефть или газ. Однако физика процесса развития трещины очень сложна, поэтому предварительные расчеты, насколько сильно увеличится дебит, зачастую не совпадают с реальными результатами. Чтобы избежать нерациональной траты ресурсов, ученые ПНИПУ разработали специальную модель прогнозирования: она определит эффективность гидроразрыва пласта до его проведения.

Исследователи из Сколтеха продемонстрировали, что бюджетным методом 3D-печати возможно изготовить керамическую деталь довольно сложной решетчатой формы для топливных элементов. Так называются перспективные устройства для эффективной и экологичной выработки электроэнергии. Напечатанную в Сколтехе решетчатую структуру из керамики нельзя повторить традиционными технологиями производства. С ней топливные элементы будут эффективнее производить энергию, а значит, смогут раньше заменить сжигание газа.

Ученые Томского государственного университета опубликовали результаты пятилетнего исследования, нацеленного на поиск путей эффективного снижения глюкозы в крови больных с сахарным диабетом (СД) второго типа. Для этого ученые поставили масштабный эксперимент, подобных которому в мире еще не проводилось. В нем были задействованы 300 лабораторных животных, изготовлено специальное оборудование. Анализ данных помог определить оптимальное время для физических тренировок, которые наиболее эффективно снижают концентрацию сахара в крови.

Идиопатическая ходьба на носках (отсутствие полного контакта стопы) встречается примерно у 1-5 процентов детей и может быть симптомом задержки развития, психоэмоциональных или неврологических расстройств, а также следствием травм. Эта сенсомоторная дисфункция потенциально может возникнуть из-за несбалансированной выработки нейротрансмиттеров — посредников передачи импульса между нейронами и от нейронов к мышечной ткани, которые играют решающую роль в двигательном контроле. Ученые МФТИ, кафедры ортопедии РУДН и Института белка РАН провели детальный анализ научных исследований, посвященных данной патологии, и вывели теоретическое обоснование взаимосвязи нарушения выработки нейромедиаторов с дисбалансом метаболитов кишечной микробиоты.

Группа исследователей из Польши и Израиля обнаружила в пустыне Негев на Ближнем Востоке космический минерал, названный в честь руководителя лаборатории ExtraTerra Consortium УрФУ Виктора Гроховского. Это первая находка гроховскиита в земных породах.

Для сохранения металла лопаток газотурбинных двигателей от высоких температур применяют теплозащитные покрытия, которые состоят из нескольких слоев. Эффективным способом получения слоистого материала является искровое плазменное спекание, когда слои из порошка уплотняются благодаря импульсному току и нагрузке. Формирование теплозащитных покрытий таким методом в России практически не изучено. В настоящее время в качестве верхнего керамического слоя покрытия широко применяют диоксид циркония, который используется также в ядерной энергетике, пиротехнике и медицине. Однако рабочая температура его применения ограничена (не выше 1200 градусов). Ученые Пермского Политеха предлагают перспективный теплозащитный керамический материал на основе соединения циркония и редкоземельных элементов. Исследование позволит перейти на отечественное производство теплозащитных покрытий для деталей газотурбинных двигателей.