Современный образ жизни может значительно трансформировать тело человека в течение его жизни: испортить осанку, нарушить метаболизм, изменить форму стоп и пальцев. Ученый Пермского Политеха рассказал, какие деформации скелета, ЖКТ, нервной системы могут произойти через десятки и сотни лет у будущих поколений и чем это опасно, как зумеры предотвратили мутацию «смартфонного мизинца» и какие рудименты исчезнут за ненадобностью, а какие нам жизненно необходимы.

Современные транспортные технологии требуют от материалов все большего — прочности, износостойкости, коррозионной устойчивости и долговечности при минимальной массе. Особенно это актуально для высокоточных конструкций, таких как подвески, рельсовые направляющие и подвижные элементы транспортных комплексов uST. Одним из перспективных направлений, способных продлить эксплуатационную «жизнь» таких деталей без удорожания производства, становится объемно-поверхностная закалка сталей пониженной прокаливаемости.

Ученые из лаборатории компьютерного дизайна материалов Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ предложили новую теоретическую модель, которая объясняет загадочное поведение магнитных свойств в высокотемпературных сверхпроводниках. Ключевым открытием стало понимание того, что для корректного описания этих материалов необходимо учитывать, как их магнитные взаимодействия меняются во времени, а не только в пространстве. Этот динамический подход позволил разрешить давнее противоречие между теорией и экспериментом.

На берегу реки Усьва расположено городище Саломатово I, история которого остается предметом научных споров. Археологические раскопки выявляли культурные слои и находки различных эпох, поэтому закономерно возникали вопросы о хронологии памятника и культурной принадлежности населения. Ключ к разгадке нашли в костях: анализ костных остатков специалистами Пермского Политеха, Института экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук и Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета помог получить неожиданные результаты, имеющие значение для понимания культурно-исторических процессов на обширных территориях Волго-Уральского региона России.

Ученые выяснили, что три вида байкальских рачков-бокоплавов, объединяемых в группу Eulimnogammarus verrucosus, спустя миллионы лет раздельной эволюции, то есть отсутствия непосредственных контактов, утратили способность давать плодовитое потомство. В лабораторных экспериментах, даже если представители разных видов спаривались, образовавшиеся зародыши погибали на ранних этапах развития. Эти наблюдения помогают лучше понять, как происходит процесс образования новых видов в природе.

Ученые из Российского государственного университета нефти и газа (национального исследовательского университета) имени И. М. Губкина, Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Казанского (Приволжского) федерального университета и Сеченовского университета разработали новый композитный материал на основе древесной целлюлозы. Он способен эффективно поглощать влагу из воздуха ночью, а днем — отдавать под воздействием солнечного тепла.

Фотополимер — специальный пластик для высокоточной 3D-печати. Часто применяется в ювелирном деле, медицине и особенно в литейной промышленности, позволяя создавать сложные детали с внутренними каналами, например, турбинные лопатки. Однако в процессе термообработки до 450°C, необходимой для выжигания прототипа, материал расширяется, вызывая микротрещины в керамической форме. Это приводит к браку при заливке металлом. Применяемые сегодня расчетные модели не учитывают, что при нагреве меняется вязкоупругое поведение фотополимера — сочетание его упругости и способности течь, — что и вызывает ошибки прогнозирования и производственные дефекты. Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха разработали принципиально новую программу, которая принимает в расчет оба этих ключевых параметра и предсказывает поведение пластика на 97%.

Фосфор – элемент, играющий ключевую роль в росте растений. В сельском хозяйстве он используется в составе многих минеральных удобрений. В то же время фосфор, содержащийся в сточных водах — серьезный загрязнитель, который при попадании в водоемы нарушает баланс экосистем и вызывает цветение водорослей. Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Южного федерального университета предложили новый экологичный способ выделения фосфора из сточных вод с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов.

Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.

Современная экономика остро зависит от стабильности топливно-энергетического комплекса. Однако его основа, нефтедобыча, сталкивается с истощением легкодоступных запасов. Для оценки их потенциала инженеры используют геолого-гидродинамическое моделирование, позволяющее испытывать стратегии разработки в виртуальной среде и создавать цифровых двойников месторождений. Тем не менее, традиционные подходы к проектированию, основанные на двумерных картах, не дают точной информации о строении пластов. Это ведет к неоптимальной расстановке скважин и потере значительных объемов нефти. Ученые Пермского Политеха разработали методику генерирования множества 3D-моделей с возможностью выбора наиболее достоверных, описывающих реальное геологическое строение месторождений. Исследование позволяет существенно сократить неопределенность в оценке нефтяных запасов и уменьшить количество моделей для анализа.

Исследователи Лаборатории социальной и когнитивной информатики НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург под руководством Сергея Кольцова научились уменьшать размер нейронных сетей быстро и без потери качества благодаря методам статистической физики.

Управление большими группами взаимодействующих объектов стало одной из ключевых технологических проблем. Ученые из разных научных областей предлагали свои решения, но столкнулись с ограничениями. Существующие подходы либо оказываются неэффективными при масштабировании, либо не способны учитывать множество важных факторов. Ученые Пермского Политеха нашли решение этой проблемы в природе, исследовав механизм коллективного выживания императорских пингвинов. Они усовершенствовали разработанную ранее математическую модель самоорганизации и впервые проанализировали поведение каждого агента в отдельности, раскрывая механизмы перехода от индивидуальных действий к общим. Это исследование открывает практические перспективы в различных областях — от создания роев медицинских нанороботов, способных точечно доставлять лекарства к опухолям, до проектирования автономных систем для работы в экстремальных условиях Арктики и космоса.

Современная промышленность остро нуждается в таких материалах, как терморасширенный графит, сочетающий сверхлегкость, жаропрочность и способность поглощать различные загрязнения — от тяжелых металлов до токсичных паров. Однако традиционные промышленные методы очистки повреждают слоистую структуру, лишая ее уникальных свойств. Решение нашли ученые Пермского Политеха: очистка солями аммония не только обеспечивает чистоту 99,98%, но и не нарушает целостность вещества. Этот подход открывает путь к массовому производству перспективных материалов. Уже сегодня терморасширенный графит незаменим для создания термостойких уплотнений в авиадвигателях, эффективных сорбентов и специальных покрытий, а в перспективе его свойства позволят совершить рывок в развитии гибкой электроники, передовых систем хранения энергии и фильтрации нового поколения.

В России маркетплейсы заняли почти 40% рынка цифровой рекламы, а их доходы от рекламы за два года выросли более чем в семь раз. За этим стремительным ростом — глубокая перестройка всей системы продвижения товаров. Из обычной системы продаж маркетплейсы превратились в инфраструктуру, которая определяет маркетинговую стратегию компаний, структуру конкуренции и даже формирование законодательства в цифровой экономике.

На протяжении жизни наши вкусовые привычки склонны меняться. Например, с наступлением холодов люди потребляют все больше калорийной, жирной и сладкой пищи. Ученые Пермского Политеха рассказали, в какой момент формируются наши пищевые предпочтения, в каких случаях вкусовые рецепторы могут пропасть полностью, откуда берутся ненависть к холодцу и любовь к конфетам в детстве и на какие нарушения организма указывает тяга к соленому, кислому, сладкому и умами.

Команда исследователей из МИСиС и МФТИ с коллегами разработала новый метод, который значительно повышает надежность нейронных сетей, обучая их эффективно распознавать объекты и ситуации, с которыми они не сталкивались в процессе обучения. Предложенный подход, названный Identity Curvature Laplace Approximation (ICLA), позволяет искусственному интеллекту более точно оценивать собственную неуверенность, что является критически важным шагом для создания безопасных систем в таких областях, как беспилотный транспорт, медицинская диагностика и финансовый мониторинг.

Исследователи Института образования НИУ ВШЭ показали, сколько времени имеет смысл тратить на учебу, внеучебную активность и личную жизнь, чтобы поддерживать успеваемость в вузе без ущерба для ментального здоровья. Анализ ответов 2753 студентов и их реальных академических показателей выявил точки риска, например избыток домашних заданий, и точки роста: сон, спорт, умеренную вовлеченность в проекты. С учетом полученных результатов ученые подготовили практические рекомендации для студентов и университетов.

Бактериальные инфекции, вызываемые патогенами вроде стафилококка и микобактерий, провоцируют не только заболевания от ангины до туберкулеза, но и запускают разрушительную реакцию организма. Лейкоциты атакуют возбудителей, вызывая отек и температуру — защитные механизмы, которые часто усугубляют состояние, повреждая здоровые ткани и нарушая работу органов. Современная терапия бактериальных инфекций, сочетающая антибиотики и противовоспалительные средства, имеет побочные эффекты. Первые нарушают микрофлору кишечника, а вторые повреждают слизистую желудка. В результате лечение одной болезни провоцирует развитие новых осложнений. Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха разработали универсальное средство, которое одновременно убивает патогены и борется с воспалением. В сотрудничестве с коллегами из ИЭГМ УрО РАН и ПГФА было экспериментально подтверждено, что противовоспалительная активность пептидного комплекса на 13% выше аналога.

Мгновенное получение горячей воды в любое время года сделало проточные водонагреватели незаменимыми помощниками в городских квартирах и загородных домах. Однако за удобством скрывается сложная электротехническая система, ошибки в обращении с которой могут дорого обойтись. Правила безопасного использования прибора объяснил Олег Рубан, кандидат технических наук, доцент кафедры физики РТУ МИРЭА.

Российские ученые нашли способ уменьшить мощность лазера, необходимую для запуска оптических параметрических колебаний в микрорезонаторах — маленьких кольцевых чипах. Такие резонаторы востребованы в квантовых технологиях и используются в разработках компактных и энергоэффективных устройств и квантовых компьютеров.