С Нижегородской областью тесно связаны имена многих деятелей науки и изобретателей, идеи которых в свое время буквально перевернули мир. Это и знаменитый механик-самоучка Иван Кулибин, список уникальных разработок которого крайне обширен, и Николай Лобачевский — создатель неевклидовой геометрии, и «отец» радио Александр Попов.
Сегодня в регионе действуют многочисленные научные институты, вузы, высокотехнологичные предприятия, продолжающие делать многое для развития этой отрасли.
Мы понимаем, что без своих отечественных технологий и исследовательской базы невозможно стабильное движение вперед. В регионе работает очень много талантливых исследователей и ученых, развивается инфраструктура. Реализуются мероприятия национального проекта «Наука и университеты», действует Научно-образовательный центр, создается ИТ-кампус. Для нас важно, чтобы научные организации постоянно пополнялись новыми талантливыми кадрами.
И молодые кадры уверенно заявляют о себе на всю страну. Так, по итогам конкурса грантов Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых в 2022 г в число лауреатов от региона вошло сразу 14 человек.
Поэтому нет ничего удивительного, что День российской науки в области по праву считают «своим» праздником. Тем более, что к этой дате нижегородцы подошли с новыми высокотехнологичными разработками для многих отраслей жизни.
Кости 2.0
Буквально на днях стало известно, что в Нижнем Новгороде изобрели материал для лечения травм и опухолей, который не имеет аналогов в мире. Это инновационный полимер, имитирующий свойство человеческих костей. Его совместными силами создали представители Института металлоорганической химии РАН и специалисты ПИМУ.
Высокая пористость материала позволяет циркулировать внутри него газам и жидкостям, а размеры неупорядоченных пор от 1 до 50 микрон соответствует характеристикам кости человека, что минимизирует возможность отторжения полимера организмом.
Уникальность состоит в том, что с такими свойствами ни у нас, ни за рубежом сейчас материалов нет. У него достаточная для проведения операции прочность, но мы стремимся ее увеличить для замещения крупных костных поражений, дефектов компактных костей.
Медики говорят, что применение инновации позволит поднять на новый уровень лечение пациентов с онкозаболеваниями костных тканей и эффективнее бороться с инфекционными осложнениями при повреждении костей.
В настоящее время прототип материала успешно прошел все испытания, в 2023 году должно быть завершено доклиническое исследование его окончательного варианта.
Сверхпрочный и невидимый
Разработка другого уникального материала — вклад нижегородцев в аэрокосмическую отрасль. Специалисты ННГУ им. Н. И. Лобачевского в содружестве с учёными Института химии высокочистых веществ РАН, а также Института прикладной физики РАН создали сверхпрочную прозрачную композитную керамику, которая позволит производить авиационные и космические аппараты, способные работать при более интенсивных тепловых и механических нагрузках, чем сейчас.
Для получения прозрачной в ИК-спектре композитной керамики мы впервые использовали метод микроволнового спекания. Технология обеспечивает ультрабыстрый нагрев со скоростью более 100 градусов в минуту, а отсутствие нагревательных элементов позволяет получать чистые материалы и варьировать атмосферу спекания.
Он добавляет, что получить такой прозрачный в инфракрасном спектре композит сложно, поскольку зерна, из которых он состоит, должны быть в 10-20 раз меньше длины волны ИК-излучения. Здесь на помощь пришли высокотехнологичные СВЧ-генераторы. Они обеспечивают ультрабыстрый нагрев — более 100 градусов в минуту, а отсутствие нагревательных элементов позволяет получать чистые материалы.
На данный момент разработка также не имеет аналогов в российской промышленности.
Сам себе донор
Устранению последствий воздействия высоких температур будет способствовать инновационная технология Приволжского исследовательского медицинского университета. Она повышает эффективность лечения тяжелых ожогов, о чем свидетельствуют результаты ее использования при лечении уже более 40 пациентов.
Технология предполагает, что пострадавший становится донором сам для себя. У него забирают жировую ткань при помощи распространенной в косметической хирургии безопасной процедуры — липосакции. Полученный материал отправляется в лабораторию, где в стерильных условиях его обрабатывают необходимыми ферментами, выделяя необходимые клетки. Затем в течение часа их вводят пациенту.
При таком подходе исключен иммунный конфликт, который может возникнуть как реакция на материал стороннего донора. Во-вторых, полученный состав оптимален для стимуляции регенеративного процесса. По оценкам специалистов, в дальнейшем область применения технологии может быть расширена.
Трансляционная регенеративная медицина — один из стратегических проектов в рамках программы «Приоритет-2030». Используя стромально-васкулярную фракцию, мы надеемся не только на успехи в лечении ожогов, но и в других направлениях, например, в лечении эрозивно-язвенных дефектов кишечника.
Беспилотные ледоколы
Основами беспилотного судовождения вплотную занимаются сейчас в Нижегородском государственном техническом университете им. Р. Е. Алексеева. Команда ученых вуза уже разработала систему, которая способна автоматизировать работу водителей ледоколов в Арктике. Она также снижает эксплуатационные затраты и обеспечивает экономию топлива — до 19%.
до 19%
экономия топлива
В состав разработки входит бортовой компьютер, в системный блок которого интегрирован аналого-цифровой преобразователь. К нему подключены датчики, фиксирующие траекторию, скорость, время и положение в пространстве. А специальное программное обеспечение определяет характеристики условий за бортом и выбирает оптимальную тактику движения.
Несмотря на сложность и важность задачи, в число разработчиков системы были включены не только опытные, но и начинающие специалисты.
Очень важно, что в составе команды есть молодые ученые, к работе активно привлекаются студенты, которые уже сейчас могут себя проявить в таких масштабных проектах.
Изобретение нижегородских ученых было отмечено медалью и кубком на XVIII международном салоне изобретений и новых технологий «Новое время» в Севастополе.
Наношаги в будущее
Ученые ИПФ РАН в Нижнем Новгороде разработали демонстрационный образец установки литографии — наиболее сложного и дорогостоящего элемента любого микроэлектронного производства.
По сравнению, например, с литографами ведущего мирового производителя — ASML, в местной модели источник излучения в разы компактнее и чище в работе, что в конечном итоге значительно влияет на стоимость, размеры и сложность оборудования. Оптическая же система демонстратора, также произведенная в регионе, превосходит все аналоги, существующие в мире на сегодняшний день.
Промышленный образец литографа планируется создать уже к 2030 году. Рождение собственного производства сверхточного современного литографа в России не локальное достижение, а без преувеличения — событие планетарного масштаба. За такими технологиями, да и просто за покупкой подобного оборудования буквально охотятся многие страны мира, например, Китай. Так что без спроса отечественная разработка точно не останется.
Десятилетие науки и технологий. Год первый
Несмотря на внешнее давление, сегодня нижегородская наука чувствует себя уверенно. Ученые смогли увеличить количество научных публикаций в профильных изданиях, в том числе зарубежных. Они регулярно получают заказы на разработку и запуск в производство инновационных отечественных материалов, которые должны заменить импортные аналоги.
Не случайно Нижегородская область вошла в топ-10 Национального рейтинга научно-технологического развития субъектов Российской Федерации по итогам 2021 года. Наш регион уникален в плане науки — это не просто отдельные институты: в научную повестку погружены вузы, НОЦ, школы РАН, проводятся конференции школьников, вся система работает в единой команде и согласованно.
При этом нижегородское научное сообщество остается открытым для сотрудничества. На повестке дня — расширение партнерских и укрепление академических связей с дружественными странами.
