Команда российских ученых, куда вошли специалисты Университета ИТМО, предложила простой способ повысить пропускную способность и надежность передачи данных свободно-пространственной оптической связи в космосе. Они научились управлять структурой и составом световой «гребенки» из вихревых пучков лазера. Каждый пучок при этом работает как отдельный канал передачи информации.

Ученые из ИТМО, Политехнического университета Милана (Италия) и Университета Брешии (Италия) представили новый способ управления свойствами  метаповерхностей при помощи лазерного излучения. Метод позволяет переключать оптические состояния в структуре за триллионные доли секунды. Управление светом с высокой скоростью позволит передавать большее количество данных за меньшее время, создавать фотонный компьютер и более точные сенсоры для медицины.

Ученые из ИТМО и МГУ представили мультиагентную систему NanoMINER для автоматизированного извлечения и обработки данных из научных статей в области наноматериалов и нанозимов. Анализ статьи занимает у системы всего минуту, тогда как на ручную обработку уходит в среднем полтора часа. NanoMINER демонстрирует высокую точность до 98% и позволит ускорить исследования в материаловедении, бионанотехнологиях и других областях.

Исследователи из Университета ИТМО совместно с нобелевским лауреатом по физике Фрэнком Вильчеком предложили новый способ изучать сверхбыструю динамику намагниченности в магнитных материалах с помощью низкочастотных сигналов. Метод позволит увидеть процессы, труднодоступные для наблюдения другими способами.

Ученые ИТМО выяснили, как формируются градиентные структуры соединений кобальта при образовании осадков Лизеганга в агаровом геле. Исследователи зафиксировали шесть фаз осадка с разными свойствами. В перспективе этот подход позволит быстро и дешево создавать новые материалы с заданными характеристиками. Их можно будет использовать в качестве подложек для клеток в электрохимических устройствах, термодатчиках и для антимикробного покрытия.

В ИТМО открыли новое семейство металл-органических кристаллов, которые самопроизвольно превращаются из 3D-структур в 2D. Их можно использовать в качестве материала для мемристоров и технологии ReRAM — платформ для записи и хранения информации. Создают такие кристаллы методами растворной химии, без применения дорогостоящей литографии, что значительно снижает их стоимость. При этом они получаются достаточно тонкими (от четырех нанометров), а улучшенные электронные свойства делают их эффективными для использования в дизайне устройств памяти и платформ ИИ.

Ученые ИТМО предложили систему для оценки способности материалов к биоразложению. Это многоступенчатая установка, которая позволяет определить время и точный процент распада различных образцов, например одноразовой посуды, кофейных стаканчиков или пакетов. В будущем разработка может стать основой для национальной системы сертификации в России.

Ученые предложили новый метод управления состоянием оптических устройств — они смогли регулировать их мощность с помощью изменения угла падающего света. Таким же способом оптические системы можно быстро включать и выключать, как лампы или электрические приборы. Результаты исследования, которое провели физики из ИТМО и МФТИ в рамках программы Клевер, позволят создавать элементы для оптоэлектронных микроустройств.

Ученые ИТМО разработали веб-платформу, которая за считанные секунды с высокой точностью «рассчитывает» способность ускорять химические реакции у нанозимов — искусственных ферментов. Платформа бесплатна и проста в использовании — решать задачи помогает встроенный ИИ-ассистент на основе ChatGPT. Предложенный инструмент пригодится в создании новых препаратов для онкологических заболеваний и детекторов опасных веществ.

Физики из ИТМО и их коллеги из Чилийского университета предложили новый метаматериал из волноводов и увидели в нем топологические состояния. При освещении края образца свет, проходящий через решетку, практически не рассеивается внутрь структуры, как это происходит в обычных волноводных решетках.

Ученые ИТМО нашли новый способ получения синего излучения у перовскитных нанокристаллов. Он позволил создать более стабильные синие перовскитные светодиоды, цвет которых со временем не меняется на зеленый. Такие источники света могут стать основой для создания RGB-дисплеев телевизоров и смартфонов с более качественной цветопередачей, при этом они будут дешевле, чем аналоги.

Ученые ИТМО разработали платформу, которая поможет исследовать межклеточную коммуникацию. В отличие от существующих систем предлагаемая платформа позволяет точно определять, где находится клетка, и при этом не вмешивается в ее жизнедеятельность. Это дает шанс следить за клетками в их естественной среде обитания. Разработка поможет восстанавливать клеточную коммуникацию после травм и создавать материалы для таргетной доставки лекарств.

Ученые ИТМО создали экспресс-тест с высокочувствительной наномашиной, который может определять вирус SARS-CoV-2 в домашних условиях. Новое устройство обладает четырьмя «руками» и специальными крючками — они помогают разворачивать последовательности нуклеиновых кислот и точнее обнаруживать коронавирус. Сейчас наномашина с крючками находит вирусные ДНК лучше в 80 раз, РНК — 13 в отличие от ДНК-системы без крючков, а время обнаружения сократилось с трех до одного часа.

Группа ученых из Университета ИТМО описала метаматериал, который может стать платформой для тестирования свойств аксионов — кандидатов на роль частицы темной материи.

Ученые из ИТМО в рамках Передовой инженерной школы (ПИШ ИТМО) разработали настраиваемый материал для адресного лечения внутренних инфекций. С его помощью можно влиять на бактерии в организме, используя естественные процессы. Методика уже сейчас работает в случае с хроническими ранами — испытания находятся на стадии in vivo.

Ученые ИТМО предложили универсальный способ для генерации квантовых корреляций и запутанных состояний. Он позволяет динамически влиять на параметры системы и задавать желаемые характеристики фотонов, например, явления группировки или антигруппировки. Исследование открывает возможности для кодирования запутанных состояний в сверхпроводящих кубитах и обработки квантовой информации в оптических чипах нового поколения.

Ученые Научно-образовательного центра инфохимии предложили алгоритм, который вычисляет, в какой размерности находится молекула: 2D, 3D или в промежуточном состоянии. Метод позволяет быстро определить стадию фолдинга биомолекул и посмотреть на их сворачивание в динамике, чего не обеспечивают существующие подходы.

Группа ученых университетов ИТМО, Австралийского национального и Цзилиньского разработали топологическую структуру, позволяющую динамически перестраивать краевые состояния света. За счет особой формы составляющих систему частиц открывается возможность менять ее свойства путем вращения отдельных частиц. Эффективность такого решения исследователи продемонстрировали в ходе микроволнового эксперимента. Полученные результаты ускорят развитие топологически защищенных электромагнитных устройств.

Биоинформатики ИТМО разработали сервис для анализа клеточного метаболизма — биохимических реакций, отвечающих за жизнедеятельность клеток, — Shiny GATOM. В отличие от аналогов предложенный инструмент рассматривает клеточные процессы на самом глубоком уровне — не только на уровне веществ и генов, но и на уровне атомов. Это облегчает интерпретацию результатов. Сервис будет полезен для решения задач в биологии и медицине — например, он может помочь в разработке лекарств против аутоиммунных заболеваний и рака.

Ученые Университета ИТМО разработали алгоритм, который автоматически определяет размеры, форму, структуру поверхности наноматериалов и формирует их индивидуальных цифровых двойников. Разработка позволит строить более эффективные предсказательные модели в области материаловедения, а также осуществлять обратный дизайн структур от их свойств к способу получения. Это придаст импульс созданию новых материалов с заранее заданными текстурными свойствами для биомедицины, оптики и биотехнологии.