Болезнь Альцгеймера — это хроническое нейродегенеративное заболевание головного мозга, одна из самых распространенных форм деменции. Согласно статистике ВОЗ, в 2015 году ей страдали 47 миллионов человек во всем мире, к 2030 году это число увеличится до 75, а к 2050 — до 132. На поздних стадиях болезнь не поддается лечению, поэтому крайне важна ранняя диагностика — только в этом случае прогрессирование патологии можно значительно замедлить. Но начало ее развития сложно отследить как пациенту, так и врачу, поскольку симптомы могут долго себя не проявлять. Ученые Пермского Политеха предложили инновационный метод диагностики болезни Альцгеймера, который основан на исследовании вен головного мозга. Их подход позволяет выявлять заболевание с точностью до 89% на ранних стадиях.

Полиэфирная смола — это универсальный синтетический полимер, который благодаря простоте изготовления и дешевизне широко применяется в промышленности: в качестве лаков, клея, ремонтных составов, защитных покрытий для лодок и кузовов, изоляционных материалов в электронике и атомной отрасли. С помощью радиационного воздействия можно значительно изменить свойства смол — повысить их стойкость или наоборот сделать очень хрупкими. Это зависит не только от условий облучения, но и от состава продукта. Ученые Пермского Политеха экспериментально выяснили, как гамма-лучи и микроволны могут повысить прочность и гибкость двух видов промышленных полиэфирных смол, а также ускорить процесс их получения. Полученные результаты позволят модифицировать материалы и расширить сферу их применения в экстремальных условиях, например, в зонах с повышенной радиацией.

Волоконные лазеры активно используются в промышленности, связи и медицине. В качестве примера можно привести гольмиевые — это лазеры, в которых луч создается с помощью кристаллов или стекол с ионами гольмия. Их применяют для лечения ран, опухолей и дробления камней в почках. Главная их особенность в том, что они «заряжаются» от других лазеров — иттербиевых, то есть с ионами иттербия. Однако порой такая «зарядка» проходит плохо, из-за чего снижается мощность гольмиевого лазера, импульсы становятся нестабильными и оборудование может выйти из строя. Это особенно опасно во время хирургических вмешательств для пациентов с неотложными состояниями. Ученые из Пермского Политеха и ПНППК разработали компьютерную модель, которая с точностью 90% позволяет заранее рассчитать оптимальные параметры лазеров и снизить риск их отказа в ответственный момент.

Почти 800 тысяч гектаров леса прямо сейчас горят в 14 регионах России. В тушении задействованы тысячи специалистов, сотни единиц техники, авиация и волонтеры. Самые крупные очаги зафиксированы в Забайкалье. Эксперты Пермского Политеха рассказали, почему ежегодно возникают пожары, откуда в центральной части страны берется смог и какую опасность для легких он несет, как огонь ускоряет глобальное потепление, как пламя влияет на биоразнообразие и почему небольшие контролируемые возгорания иногда идут экосистемам на пользу.

В процессе добычи угля извлекается много пустой породы, которая со временем накапливается в виде крупных насыпей, достигающих десятков метров в высоту, — терриконов. Из-за остатков угля они могут самовозгораться и гореть годами, выбрасывая в атмосферу большие концентрации угарного газа, сероводорода и других токсичных веществ. Только из одного горящего отвала за сутки в среднем в воздух выделяется 4-5 тонн оксидов углерода и от 600 до 1100 килограмм сернистого ангидрида. Использование отходов угледобычи в качестве сырья для производства строительных материалов может стать эффективным решением проблемы их утилизации. Ученые ПНИПУ изучили возможность применения терриконов как минеральных добавок для цемента и материалов на его основе. Предлагаемый подход способен на 21% повысить прочность строительного раствора по сравнению с составом без добавок.

При очистке сточных вод на помощь приходят бактерии активного ила, способные использовать загрязнения в качестве источника питания. Чтобы увеличить их биомассу, возраст ила и предотвратить вымывание бактерий из очистных сооружений используют материалы-носители. Зачастую они имеют высокую стоимость, требуют сложного производства или не справляются с нагрузкой. Ученые Пермского Политеха разработали новый метод создания таких носителей с использованием отходов нефтеперерабатывающего предприятия. Это поможет сэкономить на материалах, электроэнергии, снизить негативное воздействие отходов на окружающую среду за счет их вторичного использования, а также повысить эффективность очистки сточных вод от нефтепродуктов на 10-15% и аммонийного азота на 55%.

Подпорные стены — конструкции, которые предотвращают обрушение или сползание грунта. Их проектирование остается трудоемким. На практике часто прибегают к численному моделированию с помощью программных комплексов, таких как PLAXIS или GeoStudio. Эти инструменты точны, но не всегда удобны: они требуют много исходных данных, специфических знаний и времени. Кроме того, лицензии стоят дорого, и использовать такие решения на ранних стадиях проектирования не всегда целесообразно. Поэтому многие инженеры до сих пор выполняют расчеты вручную. Это занимает много времени и увеличивает риск ошибок. Чтобы упростить и ускорить процесс, в ПНИПУ разработали программу, которая автоматически рассчитывает параметры армогрунтовых подпорных стен.

В медицине и тканевой инженерии в качестве биоматериала для искусственной кожи и кровеносных сосудов активно используют бактериальную целлюлозу. Это продукт жизнедеятельности некоторых видов бактерий, которые синтезируют пленочную структуру в процессе ферментации. В отличие от растительного, этот материал отличается хорошей биосовместимостью, высокой степенью чистоты, прочностью и эластичностью. Ученые Пермского Политеха изучили, как температура и доступ кислорода влияют на количество целлюлозы, выработанной отдельными культурами микроорганизмов. Полученные результаты позволят улучшить процесс биосинтеза и повысить производительность особого материала для медицины и других отраслей.

Удаленные промышленные объекты и метеостанции в условиях Крайнего Севера или Дальнего Востока требуют автономного энергоснабжения. Вместо традиционных двигателей их оснащают установками, преобразующими химическую энергию топлива (водорода, метана, биогаза) в электричество и тепло через электрохимические реакции с помощью твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Эти конструкции со специальными керамическими ячейками работают без сжигания топлива, что повышает их эффективность и экологичность. Ученые ПНИПУ разработали компактный высокотемпературный блок для ТОТЭ. Испытания показали, что он перерабатывает метан на 96%, подтверждая работоспособность системы.

Опытный дачник всегда внимателен к своим растениям и может сразу заподозрить, что в его огороде появились вредители. Свидетельства тому — вялые или скрученные листья и бутоны, следы укусов, ходы в стеблях и плодах, наличие на листочках фекалий или даже личинок, липкая роса, которая привлекает муравьев. Химики и биологи Пермского Политеха рассказали, как бороться с тлей и слизнями, избавиться от колорадского жука, какие растения помогут отпугнуть луковичного червя, чем опасны паутинный клещ и медведка, какие народные методы можно использовать против клопов и какие безопасные удобрения выбрать от белокрылки.

Ежегодно в мире образуется около 20 миллионов тонн кофейной гущи, большая часть которой не перерабатывается и оказывается на свалках. В России вместе с ростом потребления кофе объемы этих отходов также увеличиваются. Традиционные методы утилизации, такие как их использование в качестве удобрения, охватывают лишь 10–15%, что делает актуальным поиск новых решений. Ученые Пермского Политеха предложили новый метод переработки кофейной гущи в углеродные сорбенты. Полученные образцы обладают свойствами, сопоставимыми с промышленными аналогами, такими как марки активированного угля, и могут использоваться для очистки воды от тяжелых металлов и нефтепродуктов.

Один из самых популярных методов утепления здания при строительстве — технология «мокрого фасада». Благодаря многослойной структуре и использованию современных утеплителей она обеспечивает надежную теплоизоляцию, препятствует проникновению холода зимой и перегреву летом. Поскольку утепленные панели сложно транспортировать, «мокрый фасад» изготавливается прямо на стройплощадке. Это неудобно, ведь качество теплоизоляции сильно зависит от погодных условий, а ошибки могут привести к ее отсыреванию и разрушению. В ПНИПУ предложили новые методы установки «мокрого фасада», которые позволят перенести до 60% работ из строительной площадки в заводские цеха.

Оптоэлектронные устройства преобразовывают электрическую энергию в световую и обратно. Это возможно благодаря оптическому модулятору, который находится внутри — прибору, регулирующему световой сигнал. В нем есть волновод («трубка» для света) и металлический электрод, который им управляет. Из-за контакта этих двух компонентов друг с другом возникает потеря сигнала вплоть до 100 децибелов для некоторых типов волн. Это означает почти полное затухание — так появляются сбои в телевизоре и неполадки с интернетом, а если оптическая связь используется для навигации дронов, — и вовсе потеря управления. Ученые Пермского Политеха и ПНППК разработали метод, который позволяет уменьшить затухание света в оптических системах в сотни раз и за счет этого сократить количество технических неполадок.

Яркие краски, стильные обои, практичный линолеум — все это может оказаться источником опасных токсинов, которые незаметно отравляют воздух в наших домах. Эксперты Пермского Политеха рассказали, почему пора прекратить строить дома и бани из железнодорожных шпал, что скрывает некачественный линолеум, почему асбестовый шифер вызывает рак, что не так с натяжными потолками, окнами и плинтусами, как правильно выбрать ламинат и обои для спальни?

Сланцевые месторождения нефти и газа обладают низкой проницаемостью, затрудняя добычу. Обычно для них применяют гидроразрыв пласта — закачку жидкости под давлением для создания трещин. Однако метод требует больших энергозатрат, ведет к перерасходу жидкости, закупорке пор и загрязнению. Ученые Пермского Политеха и Китая предложили безводный гидроразрыв с использованием сверхкритического диоксида углерода. Технология снижает давление на 43% и увеличивает длину трещин в 3,5 раза по сравнению с традиционной методикой.

Современное сельское хозяйство сталкивается с множеством проблем: истощение почв, загрязнение окружающей среды и необходимость повышения урожайности для растущего населения. Эти проблемы могут решить биоорганические удобрения: они сочетают в себе природные компоненты и полезные микроорганизмы, что делает их экологически чистыми. Ученые Пермского Политеха разработали инновационное биоорганическое удобрение на основе бактерий сенной палочки, гуминовых кислот и кобальта. Благодаря новому составу оно не только безопасно для окружающей среды, но также способно значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур: в условиях эксперимента оно обеспечило максимальный прирост массы редиса на 22,64%.

В декабре 2024 года в Керченском проливе произошло крушение танкеров с мазутом — продуктом переработки нефти. Из-за этого в Черное море вылилось около 40% топлива, что вызвало загрязнение более 50 километров береговой линии Краснодарского края, гибель дельфинов, птиц и морской флоры. К таким же разрушающим примерам можно отнести множество экологических катастроф. Ученые Пермского Политеха исследовали, как нефтяное загрязнение воздействует на разные типы почв в России. Это поможет понять, какие участки более подвержены негативному влиянию таких отходов, а какие могут использовать их даже в качестве источника питания.

Ночное небо — не застывший пейзаж, а вечный круговорот астрономических событий. Эксперт Пермского Политеха рассказал, в какие месяцы лета жителям России можно увидеть звездопад, «клубничную», «оленью» Луну и серебряные облака, стоит ли ждать магнитных бурь, когда и сколько планет можно будет наблюдать на небосклоне даже без телескопа.

На многих биотехнологических производствах, в химических и медицинских лабораториях воздух насыщен бактериями. Широко используемые средства индивидуальной защиты органов дыхания задерживают мелкие частицы, но не спасают от микробов. Ученые Пермского Политеха разработали фильтрующий материал на основе угольной ткани и меди, способный обеспечить 98%-ную защиту от бактерий. Продукт предназначен для использования в респираторах или фильтрах-поглотителях и будет полезен медицинским учреждениям, химическим лабораториям и производствам с высокими требованиями к стерильности воздуха.

Ежегодно в России образуется до 300 тысяч тонн бурового шлама — остатков нефтяного и газового производства. Общий объем таких накопленных отходов превышает 95 миллионов тонн. Они содержат нефтепродукты, тяжелые металлы и прочие вредные вещества, опасные для окружающей среды. Сейчас для их утилизации используют методы захоронения или сжигания, но это дорого и не решает проблему полностью, так как загрязняющие компоненты могут попадать в почву и воду. Эксперименты ученых из Пермского Политеха позволили выявить оптимальную концентрацию бурового шлама, необходимую для создания эффективного дорожного покрытия. Это решит проблему экологического урона и при этом позволит снизить стоимость строительства дорог до 18%.