Число пациентов с сахарным диабетом постоянно растет. Это заболевание зачастую приводит к опасным осложнениям. Например, нарушения кровоснабжения могут спровоцировать синдром диабетической стопы — патологические изменения в нервной системе, артериальном и микрососудистом русле и костно-суставном аппарате стопы. Для их диагностики сегодня применяют неинвазивные экспериментальные методы. Но cхожие клинические проявления могут быть вызваны различными заболеваниями. Биомеханики Пермского Политеха разработали математическую модель микроциркуляции в организме больных сахарным диабетом. Она позволит спрогнозировать опасные последствия болезни и улучшить диагностику.

Лазерные источники излучения обладают уникальными свойствами, и их часто используют в современной медицинской практике. С их помощью можно оказывать терапевтическое и хирургическое воздействие на различные части тела. В том числе медицинские лазеры применяют при таких заболеваниях, как рак или СПИД. При онкологических, инфекционных или кожных патологиях используют фотодинамическую терапию, в процессе которой необходимо перестраивать длину волны излучения. Не все виды лазерной техники позволяют проводить этот процесс. Ученые Пермского Политеха с коллегами усовершенствовали конструкцию волоконного иттербиевого лазера. В отличие от других устройств, он сможет «убивать» раковые клетки без вреда для организма человека.

Исследователи из Тюмени и Москвы провели комплексную оценку генотипов озимых тритикале, ржи, пшеницы и почвопокровных культур по изменчивости количественных признаков в системе последовательного использования в условиях Северного Зауралья и доказали, что более высокие урожаи даже в недостаточно благоприятных условиях, обеспечивают генотипы тритикале и ржи, имеющие конкурентное преимущество перед пшеницей. Кроме того, получены положительные результаты по отбору образцов озимой пшеницы с ценными селекционными признаками.

Несмотря на невысокую скорость движения, речной транспорт по-прежнему используется для внутренних перевозок различных технических грузов: песка, угля, нефти, зерна и даже грузовых автомобилей. В основном с этой целью используются толкаемые буксиром баржи с механическим управлением. Для повышения рентабельности грузоперевозок команда исследователей из Пермского Политеха и Пермского филиала Волжского государственного университета водного транспорта предложили вариант автоматизации управления буксиром-толкачом.

Российские ученые синтезировали стабильный платиновый катализатор, который можно многократно — не менее 45 раз — использовать для ускорения химических реакций. Он позволит удешевить производство силиконов, а также уменьшить загрязнение окружающей среды токсичными катализаторами на основе платины.

Если заглянуть внутрь любой конструкции из сплава или металла, можно заметить, что материал состоит из кристаллитов — зерен, субзерен, фрагментов, обладающих той или иной мезо- и микроструктурой. Как правило, по параметрам структуры кристаллитов можно сделать выводы о свойствах материала, с которым мы имеем дело. Изменяя мезо- и микроструктуру кристаллитов, можно влиять на физико-механические свойства всех металлов и сплавов, а именно на пластичность, прочность, коррозийную стойкость, электромагнитные и другие характеристики. Ученые Пермского Политеха разработали трехуровневую математическую модель, которая способна детально описывать физические механизмы деформирования материалов на различных структурно-масштабных уровнях, изменение их структуры при произвольном деформировании. Эта модель может быть использована для совершенствования существующих и разработки новых технологических процессов металлообработки.

Ученые из России и Польши разработали модель оптимизации экстракции протеина из белковых растворов растительного и животного происхождения. Созданная конструкция позволяет существенно удешевить процесс производства белковых продуктов из растительного протеина нута. Таким образом исследователи получили более эффективные способы переработки сырья, благодаря которым возможно внедрение в производственные процессы ресурсоемких и экологически безопасных технологий на базе математических моделей нового поколения.

Исследователи Центра квантовых метаматериалов МИЭМ НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Германии и Великобритании предложили алгоритм автоматического сжатия произвольных сред (Automated Compression of Arbitrary Environments — ACE). Он дает качественно новые возможности точных вычислений для исследования динамики квантовых систем. По мнению ученых, новый метод поможет в проектировании квантовых компьютеров и новых систем связи.

В Московском государственном психолого-педагогическом университете узнали, как цифровая трансформация образования в России отражается на новых способах повышения его качества и процессах вовлеченности студентов и, в целом, на управлении ресурсами знаний. Зачастую цифровые технологии и онлайн-обучение, несмотря на возрастающую популярность, причисляют к «корням всех бед» современного образования. Однако исследования специалистов МГППУ этого не подтверждают.

Несмотря на развитие «зеленых» технологий, лесная промышленность остается важной отраслью хозяйственной деятельности. Лесные плантации обеспечивают производство целлюлозы, строительных материалов, мебели. Но за последние 40 лет площадь российских лесов сократилась почти на 11 миллионов гектаров. Поэтому концепция бережного пользования актуальна для лесной промышленности. Ученые Пермского Политеха с коллегами из Архангельска, Екатеринбурга, Москвы, Петрозаводска, Хабаровска и Якутска составили математическую модель, которая позволит сохранить леса в условиях активной хозяйственной деятельности человека.

Команда российских ученых с участием исследователей из МИЭМ НИУ ВШЭ представила 3D-модель трансмембранного (ТМ) домена S-белка вируса SARS-CoV-2. Ранее считалось, что ТМ-домен нужен только для закрепления S-белка вируса в его мембране, а все перестроения и слияние с клеткой-мишенью обеспечивают другие участки. Недавние исследования показывают, что ТМ-домен влияет на процесс передачи генетической информации, но точного понимания его роли еще нет. Ученые считают, что созданная модель поможет детальнее понять механизм работы вируса и применять эти знания для разработки нового типа лекарств.

Ферредоксины, небольшие белки, играют ключевую роль в основных метаболических путях — сериях химических реакций, происходящих внутри клетки. Объединенная команда ученых из Сколтеха, МФТИ, Института биоорганической химии Беларуси и Института биомедицинской химии РАН изучила структуры ферредоксинов из туберкулезной палочки и их комплексов с белками-партнерами.

Группа российских ученых факультета «Цифровая экономика и массовые коммуникации» на базе учебно-научной специализированной лаборатории кафедры «Бизнес-информатика» разработала алгоритм оптимального размещения виртуальных машин по физическим серверам, который позволяет сократить энергопотребление физических серверов с учетом качества сервиса.

Большинство заводов и предприятий стараются по максимуму автоматизировать трудоемкие процессы, чтобы повышать свою эффективность, следовательно, доход. То же самое происходит и в сфере пищевых производств, для которой сегодня активно создаются различные программы, упрощающие работу персонала или полностью исключающие человеческий фактор. Разработчики Пермского Политеха создали импортозамещающую веб-систему принятия решений, предоставляющую функции создания, редактирования, контроля качества программной документации. Благодаря технологии программисты смогут с легкостью создавать программные продукты, опираясь на регламент, принятый в каждой конкретной организации.

Ученые из МФТИ впервые без привлечения экспериментальных данных рассчитали кривые плавления циркония и гафния, что имеет решающее значение для понимания тепловых свойств и фазовых диаграмм этих металлов и обеспечит их безопасное применение в ядерной энергетике. Команда также сравнила свои результаты с экспериментальными данными по плавлению циркония и обнаружила хорошее согласие.

Из всех конструкционных металлов магний занимает третье место по распространенности в природе. Из его сплавов изготавливают корпуса ракет, топливные и кислородные баки, коробки передач, приборы высокой герметичности. Поэтому эффективная обработка магниевых сплавов представляет интерес для различных отраслей промышленности. Ученые Пермского Политеха выяснили, как изготавливать изделия из магния без дефектов вроде трещин или пористости.

Запасы легкой нефти сокращаются, поэтому сейчас актуальна переработка тяжелых нефтепродуктов. Чтобы удовлетворить мировой спрос на энергию, необходимо более эффективно перерабатывать «черное золото». Но у тяжелых фракций углеводородов есть недостатки: высокое содержание металлов, смол и высокомолекулярных компонентов, поэтому сырье нужно подготавливать. Для получения топлива используют каталитический крекинг – процесс, при котором тяжелые молекулы нагреваются и распадаются на легкие. Исследователи из Пермского Политеха усовершенствовали технологию, заменив традиционное сырье тяжелыми продуктами переработки нефти.

Научный коллектив Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта (ИМБ) РАН совместно с исследователями из Федерального научного центра лубяных культур и Московского физико-технического института (МФТИ) разработал протокол выделения ДНК льна, включающий стадию изоляции клеточных ядер, который позволяет получить чистую высокомолекулярную ДНК. Используя созданный протокол, удалось даже с одного растения выделить достаточное количество ДНК для достижения большого выхода длинных чтений на платформе Oxford Nanopore Technologies (ONT), которая крайне чувствительна к качеству материала. Из полученных данных ученые собрали геном льна высокой протяженности и полноты.

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из НИТУ МИСИС и Университета Вирджинии разработали экологичную технологию обескремнивания активированного цирконового концентрата при температуре 80-90 градусах с последующим получением бадделеита. Такой метод позволит использовать отечественное сырье для производства металлического циркония и бадделеитовой керамики, необходимых для атомной отрасли, черной и цветной металлургии.

Ученые из Сколтеха запатентовали способ переключения необычного макроскопического состояния света, известного как поляритонный бозе-эйнштейновский конденсат, при комнатной температуре единичным фотоном. Поляритонный конденсат может однажды стать основой для хранения и операций с информацией в оптических компьютерах, и способность эффективно переключать его состояние приближает нас к компьютерам, которые будут манипулировать фотонами вместо электронов, обеспечивая значительный рост производительности и экономию электроэнергии по сравнению с современной электроникой.