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.

Ученые из Великобритании показали, что малыши четырех-пяти лет потребляют радикально больше калорий, когда испытывают скуку.

Сегодня 3D-печать изделий на основе послойного нанесения материала используется во многих областях промышленности. Существует много полимерных материалов, которые применяют для печати пластиковых деталей. Для улучшения жесткости, упругости и прочности изделия в полимер добавляют армирующие (укрепляющие) вещества — короткие или непрерывные волокна. 3D-композиты с такими добавками перспективны и экономически доступны. Однако из-за сложностей и особенностей микроструктуры материала механизм его разрушения не до конца изучен. Ученые Пермского Политеха выяснили, как параметры изготовления и микроструктурные характеристики влияют на упругие и разрушающие свойства 3D-печатных полимерных образцов, укрепленных коротким волокном.

Ученые синтезировали соединение, которое ускоряет химическую реакцию, лежащую в основе получения электроэнергии в экологически чистых топливных элементах. В состав разработанного катализатора входят железо и марганец. Эти металлы доступны и нетоксичны, поэтому полученное вещество может стать хорошей альтернативой широко применяемым сегодня платиновым катализаторам.

Ученые лаборатории трансгенеза Университета Лобачевского получили линию мышей-мутантов без специфических для грызунов патогенов (Specific-pathogen-free (SPF)). Такие технологии помогут закрыть потребности российской науки и медицины во вспомогательных репродуктивных технологиях, заменив импортные аналоги материалов для ЭКО и ввозимых из-за рубежа лабораторных животных.

Ученые из МФТИ и ИРЭ имени В. А. Котельникова РАН определили условия получения сверхпроводящих пленок из нитрида ниобия титана с оптимальными свойствами: малой глубиной проникновения магнитного поля, высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние и высокой удельной проводимостью. Полученный результат поможет синтезировать высококачественные пленки для элементов устройств сверхпроводниковой электроники.

Полигоны твердых бытовых отходов, шлаки горно-обогатительных комбинатов, хранилища твердых и жидких ядерных отходов — все это можно спрятать под землю, в бетонные бункеры на глубину до ста метров. С таким радикальным предложением выступили ученые Южно-Уральского государственного университета.

Международная научная группа, в состав которой вошел исследователь Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, разработала инновационный метод прогнозирования последствий вибраций грунта при взрывных работах. Новый метод значительно повышает точность прогноза.

Извлекаемые из земли во время археологических раскопок останки несут на себе частицы почвы, в том числе фульвокислоты, однако работа с ДНК из таких останков до сих пор была затруднительной, поскольку фульвокислоты блокируют главную реакцию молекулярной биологии – ПЦР. Для решения этой проблемы ученые Южного федерального университета разрабатывают новый способ оценки ингибирования ПЦР и последующей очистки ДНК.

Ученые из МИЭМ НИУ ВШЭ впервые облучили в интервале от нескольких микросекунд до нескольких часов популярные в космической технике полимеры лавсан и каптон при разных температурах и сравнили их электропроводность. Оказалось, что при температуре -170 градусов каптон проводит электричество в 10 раз хуже, чем при +20. Полученные данные помогут инженерам-конструкторам лучше защитить космические аппараты от статических разрядов, вызванных ионизирующим излучением.

В современном мире нужны материалы, способные длительное время работать при агрессивном воздействии кислорода и высоких температур. Они требуются, например, для обшивки космических аппаратов, крыльев авиационной техники, деталей воздушно-реактивных и ракетных двигателей. Таким материалом может быть композитная ультравысокотемпературная керамика: различные ее виды выдерживают температуру выше 2000 градусов Цельсия. В состав такой керамики обычно вводят разные добавки, благодаря которым на поверхности материала образуется слой c защитными свойствами. Ученые ПНИПУ выяснили, что добавление оксида лантана улучшает устойчивость к окислению композитной керамики на основе диборида циркония.

«Прививочная мифология» в России приобретает серьезные масштабы. Пациенты верят в многочисленные мифы об опасности прививок и просят медотводы, а врачи зачастую их выдают необоснованно, стремясь избежать конфликтов и других возможных последствий. Самые распространенные мифы о вакцинации говорят о том, что аллергия и прививка — вещи несовместимые. На самом же деле в большинстве случаев аллергические заболевания не создают никаких препятствий для вакцинации и даже являются к ней дополнительным показанием.

Группа ученых из Москвы и Нижнего Новгорода разработала новый метод синтеза наночастиц с улучшенными характеристиками.

Справляться с гололедом, как известно, помогают специальные реагенты. Но так ли они безопасны для окружающих? Андрей Старостин и Лариса Рудакова, ученые Пермского Политеха, совместно с Натальей Старцевой, экспертом Пермского института ФСИН, рассказали о влиянии противогололедных реагентов на окружающую среду.

Электроэрозионная обработка применяется на изделиях из токопроводных материалов для изменения их формы, размеров, шероховатости и свойств. Это происходит под действием электрических разрядов, возникающих между деталью и электродом-инструментом. Такие технологии широко применяются при обработке ответственных изделий газотурбинных двигателей. Усложнение форм и конфигураций изделий требует применения новых технологических решений. Традиционные электроэрозионные станки не в полной мере позволяют обрабатывать криволинейные пазы, прожигать отверстия под углом без применения дополнительной оснастки и специализированного инструмента. Ученые Передовой инженерной школы Пермского Политеха разработали изобретение, решающее эти проблемы. Электроэрозионная обработка впервые выполнена при помощи робота, который расширяет технологические возможности процесса. Его использование позволяет уменьшить человеческий труд и удешевить производство изделий.

Психологи узнали, что снижение безопасности образовательной среды для учителя приводит к развитию у него симптомов эмоционального истощения и редукции профессиональных достижений. Благоприятная атмосфера в свою очередь во многом зависит от администрации, которая организует работу в школе.

Разработка нефтяных месторождений осложняется асфальто-смоло-парафиновыми отложениями, которые осаждаются на стенках оборудования и затрудняют процесс добычи. Из-за большого количества отложений уменьшается текучесть нефти, что негативно сказывается на эффективности ее добыче. Для борьбы с ними используют теплоноситель, который закачивается в скважину для ее прогрева. При высокой температуре парафин не образуется, и обеспечивается беспроблемная эксплуатация скважины. На данный момент перспективен способ промывки скважины через полые штанги глубинного насоса – полые стержни, через которые закачивают горячую нефть или воду. Однако у технологии отсутствуют все необходимые расчеты, которые приведут к ее качественному и результативному применению. Ученые Пермского Политеха доработали метод с помощью математического моделирования. Это позволит получить точные параметры промывки при любых вводных данных и составить технологический процесс для любого месторождения, где наблюдается осложнение работы скважин из-за парафиновых отложений.

Рынки экологических товаров не развиты в странах «Большой двадцатки» и в мире в целом, полагают исследователи из России, Ирана и Ганы. Так, согласно докладу Всемирной торговой организации, в 2020 году торговля экологическими товарами составляла лишь пять процентов от общего объема мировой торговли. При этом на развитые страны приходилось 69,82 процента, на страны со средним уровнем дохода — 30,16 процента, а на страны с низкими доходами — 0,2 процента.

Биогенные пары образуют новые частицы NPF (New Particle Formation) в атмосфере, способные влиять на глобальный климат. Международная группа ученых рассмотрела процесс зарождения NPF в атмосфере, а в ходе эксперимента отследила на молекулярном уровне, как именно происходит образование частиц в присутствии химических паров, исходящих от биосферы Земли.

Современная социология различает гораздо больше этапов взросления, чем привычные детство, отрочество и юность. Последние 20 лет социологи активно изучают становящуюся взрослость — период между подростковым возрастом и состоявшейся взрослостью. Исследовательницы из Института образования ВШЭ обнаружили, что в России каждый второй молодой человек относится к становящимся взрослым, при этом девушки гораздо чаще.

Ученые предложили гибридное соединение, которое активируется лазерным облучением и подавляет работу белка, участвующего в развитии многих нейродегенеративных заболеваний, на 71 процент лучше, чем предшественники. При этом авторы отметили достаточно сильную разницу в характере люминесценции для необлученных и лазерно-облученных гибридов, благодаря чему специалисты смогут контролировать активность этих соединений в организме человека. Кроме того, расположение предложенных гибридов можно легко обнаруживать в организме благодаря их люминесценции.

Титан и титановые сплавы — важнейший компонент для многих сфер промышленности. Из них изготавливают сотни различных вещей: от протезов и зубных имплантатов до солнечных батарей и радиоантенн. Титан считается одним из самых прочных металлов в мире, однако даже он подвержен процессам разрушения. Прогнозируя возникновение микроповреждений в титановой детали, обычно используют «классические» критерии разрушения – максимальные значения напряжений, энергии или деформаций, которые деталь может выдержать. Однако этот метод не учитывает внутреннюю структуру материала, например, особенности и дефекты его кристаллической атомной решетки. Ученые ПНИПУ создали математическую модель разрушения титанового сплава, учитывающую его внутреннее строение, и выяснили, при каких условиях в нем возникают повреждения.

Ученые Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ обнаружили ошибку в одном из методов измерения ток-фазового соотношения джозефсоновских контактов (аналога вольт-амперной характеристики для сверхпроводников), объяснили ее и предложили правильный алгоритм измерения. Эта методологическая работа поможет правильно интерпретировать экспериментальные результаты, подбирать оптимальные материалы и параметры для точного измерения.

Сегодня в промышленности на смену обычным сетям, распределяющим электроэнергию, приходят активные энергетические комплексы DER — системы, распределяющие энергоресурсы в точном соответствии со спросом. Бережливый подход еще недавно был характерен для развитых западных стран. Например, Германия, Дания и Нидерланды тратили в 2,5 раза меньше энергии на доллар ВВП по сравнению с Россией и Узбекистаном. Теперь такие системы внедряются и в России. Модель управления активным энергокомплексом DER, разработанная коллективом ученых ВШЭУ ЮУрГУ, по оценкам позволит одному из заводов Пермского края потенциально экономить на расходе энергии 184 миллиона рублей в год.

Развитие современной промышленности предъявляет все большие требования к уровню свойств материалов. Для изготовления изделий различного назначения, таких как силовые кронштейны, завихрители воздуха в автомобилях, все чаще применяют сплавы из высоколегированных сталей и специальных конструкционных сплавов. Применение слоистых материалов может повысить их эксплуатационные характеристики, однако, их получение обычно сложное и дорогое. 3D-наплавка – наиболее доступный и менее затратный способ получения слоистых металлических конструкций. Ученые Пермского Политеха предложили технологию изготовления изделий, когда кроме 3D-наплавки одновременно создается химический состав материала и его структуры. Исследование позволит формировать конечные свойства изделия, которые до этого были недостижимы.

Ученые НИЯУ МИФИ изучили особенности фотогенерации (образования подвижных электронов и дырок при поглощении квантов света) в органических полупроводниках и описали, как ее эффективность меняется от температуры. По их мнению, это поможет создавать более совершенные устройства органической фотовольтаики, в том числе, солнечные батареи.

Ученые радиофизического факультета Университета Лобачевского и Института прикладной физики РАН провели экспериментальные исследования динамики гирорезонансной лампы бегущей волны, представляющей собой мощный электровакуумный источник микроволнового излучения. В условиях сильных отражений выходного излучения удалось получить периодические последовательности коротких импульсов, формируемые за счет эффекта самосинхронизации мод.

Кислород — самый важный элемент нашей планеты. Его широко применяют в промышленности, науке и медицине, но самое главное — кислород формирует условия для жизни на Земле. Ученые Пермского Политеха рассказали, что производит больше кислорода — леса или океан и почему его избыток приводит к похолоданию.

Ученые МИЭМ НИУ ВШЭ совместно с учеными ИХР РАН смоделировали поведение ионных жидкостей в заряженных углеродных порах размером 1–15 нанометров и оценили подвижность их катионов и анионов. Выяснилось, что с увеличением размера аниона его подвижность растет, а у катиона, наоборот, с увеличением размера подвижность снижается. Данные об ионных жидкостях помогут эффективнее разрабатывать суперконденсаторы на их основе.

Стремясь сделать летательные аппараты легче и снизить шум, разработчики модернизируют строение авиадвигателей. Например, используют полимерные композиционные материалы (они легче стандартных металлов и сплавов) и экспериментируют со звукопоглощающими конструкциями (увеличивают их площадь, приближают к источнику шума). Однако внесение изменений в такую конструкцию меняет частоты ее колебаний и может вызвать эффект резонанса, а это в свою очередь провоцирует появление повреждений, например, микротрещин, в деталях авиадвигателя и со временем приводит к разрушению всей конструкции. Ученые ПНИПУ и специалисты завода «Машиностроитель» изучили, как характеристики звукопоглощающей конструкции влияют на ее собственные частоты. На основе этого они разработали методику проектирования, которая позволит заблаговременно просчитывать возникновение резонанса и принимать меры по борьбе с ним (например, менять геометрию или материал конструкции). Это поможет защитить самолеты и другие летательные аппараты от резонансных разрушений.

На этапе нового энергетического перехода главная тенденция развития энергетического рынка сегодня — это распределенная энергетика, которая характеризуется децентрализацией сети, внедрением «умных» систем энергоснабжения, активным вовлечением потребителей и увеличением доли источников возобновляемой энергии. Одной из технологий распределенной энергетики является распределенная генерация — такое производство электроэнергии, когда вместо большой электростанции ее источником является много малых объектов. Например, владелец дома с солнечными панелями может продавать произведенную электроэнергию. В электросетях распределенной генерации важное место занимают инверторы — устройства, которые преобразуют мощность выработанной электроэнергии до частоты переменного тока. В странах Европы и СНГ такой показатель равен 50 Гц. Ученые из Сколтеха разработали алгоритм для таких инверторов, который поможет контролировать качество энергии, передаваемой в общую электросеть.

Полимерные композиты широко применяются при изготовлении элементов газотурбинных двигателей, беспилотных летательных аппаратов и оболочечных труб. Традиционная лезвийная обработка таких материалов не позволяет экономически эффективно получать сложные пазы, технологические отверстия и другие элементы на изделиях. Повышенный износ лезвийного инструмента способствует снижению качества обработки. Кроме того, в процессе работы появляется мелкодисперсная пыль, которая отрицательно сказывается на долговечности оборудования, а также требует усиленной защиты оператора от попадания в дыхательные органы. Молодые ученые Передовой инженерной школы Пермского Политеха доказали эффективность альтернативного метода обработки полимерных композитов – проволочно-вырезной электроэрозионной обработки.

В НИЦ «Курчатовский институт» провели исследование железного основания навершия меча, обнаруженного в ходе археологической экспедиции Института археологии РАН в 2019 году на территории исторических сел в Суздальском Ополье.

Стеклопластик — это композитный материал, который часто используют для изготовления труб. Такие трубы прокладывают при устройстве канализации и водоотведения, в пожаротушении, при перевозке воды. Стеклопластик предотвращает риск замыканий электропроводки, поэтому его применяют на электростанциях и других промышленных производствах. Каждый непредвиденный удар, вибрация или другая нагрузка, даже небольшой интенсивности и продолжительности, сокращает время эксплуатации композитов. Важно понимать, как различные виды нагрузок влияют на физические характеристики таких материалов. Ученые ПНИПУ провели исследование и описали процессы накопления повреждений и разрушения стеклопластиковых труб при многоосных статических и циклических нагрузках. Результаты исследования позволят оценивать снижение механических характеристик стеклопластиков, прогнозировать срок их службы и совершенствовать структуру композита.

Студенты из НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде и Приволжского исследовательского медицинского университета получили финансовую поддержку в размере миллиона рублей на разработку и тестирование инновационного мобильного приложения StressTouch.

Литий-ионные аккумуляторы нашли широкое применение в нашей жизни: от бытовой техники и электромобилей до накопителей энергии в системах жизнеобеспечения труднодоступных районов. Они хорошо зарекомендовали себя в работе, имея высокую плотность энергии и низкий саморазряд. В достижении наилучших характеристик аккумуляторов огромную роль играет состав раствора электролита. Ученые МФТИ и ОИВТ РАН разработали более быстрый и надежный метод проверки состава на молекулярном уровне, который может обеспечить максимальный КПД.