Надо ли говорить, насколько важно для большого города наличие сельхозугодий в пригородной зоне? До сих пор наши городские рынки и прилавки супермаркетов завалены привозной (в том числе – импортной) сельхозпродукцией, в то время как за городской чертой зарастают бурьяном тысячи га земли. Тем не менее, рядом с Новосибирском успешно работает крестьянское фермерское хозяйство «Сады Шубиной», которое, по идее, может стать своего рода образцом для тех, кто решил заняться выращиванием экологически чистой продукции. Наличие под боком целого мегаполиса сделает вашу продукцию очень востребованной у горожан, ответственно относящихся к своему здоровью.

Напомним, что официально одна из основных задач КФХ «Сады Шубиной» - сделать образцово-показательный сад для популяризации садоводства и овощеводства. Вторая задача – производство экологически чистой плодово-ягодной и овощной продукции. Особое внимание уделяется именно экологическому аспекту. Это в немалой степени связано с тем, что данное предприятие не специализируется на выращивании чего-то одного. Соответственно, здесь нет монокультуры, нет характерной интенсификации сельхозпроизводства за счет обильных подкормок, нет привычной для многих «прогрессивных» хозяйств, ориентированных на монокультуру, «химии» и каких-то особых технических приспособлений, благодаря которым из растения «выжимается» максимальный урожай. Если вы озабочены качеством больше, чем количеством, то в целом многие подходы к выращиванию фруктов и овощей будут у вас по духу своему чисто «деревенские». Но именно в таком подходе выражается суть «органического» земледелия.

Насколько это рентабельно – другой вопрос. С узконаправленной точки зрения монокультура обладает неоспоримыми преимуществами в плане коммерческой выгоды и предельной рационализации всех процессов (прямо как на фабрике). Производитель не сильно разбрасывается, досконально изучает то растение, которое выращивает, отрабатывает конкретные навыки. Только вряд ли в наши дни такое хозяйство можно как-то связать с органическим земледелием. В то же время спрос на органические продукты растет, в том числе – со стороны горожан. И в этом случае у фермерских хозяйств, работающих с разными культурами и не напирающих на «химию» и технику, есть свои преимущества.

Как мы уже писали ранее, в КФХ «Сады Шубиной» выращивают десятки самых разных культур – от овощей до плодово-ягодных, бахчевых и цветов. Причем, здесь активно испытывают и типично южные культуры, такие, например, как виноград. Сегодня в хозяйстве есть свой производственный блок, три тысячи кв. метров защищенного грунта (теплицы), почвенный цех с гидропонной установкой, хранилище для саженцев, газовая сеть и сеть дорог.

Но это еще не все. Животноводческая продукция также не осталась в стороне. По словам Людмилы Шубиной, в последние годы они производят молоко, мясо, мед и яйцо.

Выращивание плодов и овощей, производство саженцев и рассады остаются, конечно же, основным видом деятельности предприятия. Но чем вызван интерес к пчеловодству и животноводству? Как ни странно, но именно такова логика органического земледелия. Живность на участке – это необходимый элемент замкнутого производственного цикла. «После шести-семи лет растениеводческой деятельности, - говорит Людмила Шубина, - мы решили заняться и животноводством, поскольку в растениеводстве всегда очень много сопутствующих отходов. Например, падалица яблонь, груш, какие-то гнилые помидоры».

Превратить отходы в доходы – принцип, лежащий в основе экологически ориентированного сельхозпроизводства. Лучше всего с отходами «справляются», как нетрудно догадаться, домашние животные. «Начали мы с одной козы. Теперь у нас восемь голов дойного стада, семнадцать голов молодняка. Есть пять свиноматок вьетнамской вислобрюхой свиньи. Начали заниматься кроликами. В хозяйстве теперь есть свой зоотехник», - рассказывает Людмила Шубина. По ее словам, опыт с животными оказался достаточно успешным. Так, козы хорошо переносят наши зимы и отличаются неплохой продуктивностью. В среднем одна коза дает до 3,5 литров молока. Некоторые дают до пяти литров. Из молока делают качественный творог и очень хороший сыр. Делают также сметану и масло.

С кроликами несколько сложнее. Размножаются они быстро, но требуют много ухода. Серьезного «выхлопа» в плане коммерческой отдачи они пока не дают. Поголовье кроликов, по признанию Людмилы Шубиной, поддерживается главным образом ради диетического мяса – исключительно «для себя» (не на продажу).

Конечно же, в хозяйстве не обошли вниманием и кур. Были закуплены куры разных пород: павловской породы, голландские хохлатые, арауканские, гамбургские и Брама. То есть подход был не только чисто утилитарным (получение мяса и яиц), но и чисто эстетическим. Куры действительно красивые, так что ими могут любоваться дети. В настоящее время куры разводятся самостоятельно с помощью инкубаторов. Среди всех пород лучше всего показала себя Брама, дающая отличное мясо. Не стоит также забывать, что куры являются источником ценных удобрений. Это еще одна причина, побуждающая «органических» растениеводов обзаводиться домашней птицей.

Есть в хозяйстве, как было упомянуто, и своя пасека.

«Поскольку урожайность плодово-ягодных и некоторых овощных культур напрямую зависит от опыления пчелами, то нам пришлось поставить на участке десять ульев карпатской пчелы», - объясняет Людмила Шубина.

Вначале пчеловодство шло достаточно успешно. Ежегодно с десяти ульев накачивалось до пятисот килограммов меда. Правда, потом это дело пошло на спад, поскольку случился коллапс пчелиной семьи. Причину напасти Людмила Шубина связывает с появлением вышек высокочастотной связи: «Пчелы, - отмечает она, - набирают полные короба меда и по осени от нас слетают. Этот факт меня очень тревожит».

Еще раз подчеркнем: совмещение растениеводства с животноводством есть рационально обоснованное решение в рамках органического земледелия. Основной принцип такого хозяйства – быть подальше от «химии», быть ближе к природе, поддерживая экологическое равновесие. «Я категорически против использования химических препаратов, я против использования пестицидов. Я приверженец того, чтобы содержать в биологическом равновесии и растения, и животных», - признается Людмила Шубина. В растениеводстве используются, прежде всего, устойчивые растения. Она считает, что среди сотен сортов всегда можно отобрать те, которые не требуют интенсивных химических обработок. В теплицах, например, вместо «химии» используются феромонные ловушки. Большую роль в уходе за растениями играет профилактика заболеваний, когда своевременно убираются все остатки, тщательно промываются стены и элементы конструкций теплиц (вплоть до использования паяльной лампы). Каждый год ведется оборот новых ящиков.

Кстати, выбор пород животных определяется тем же принципом. Почему в «Садах Шубиной» выбрали, например, вьетнамскую вислобрюхую свинью? Ответ прост: эта порода обладает высоким иммунитетом. Вислобрюхие свиньи близки к дикой природе, без проблем живут в неотапливаемых помещениях, зарываясь во время морозов в солому. При хорошем кормлении и хорошем содержании, утверждает Людмила Шубина, у таких животных не отмечается никаких болезней. «Мы не используем, - отмечает она, -  никаких прививок, и с животными у нас всё нормально. Поэтому молоко и мясо у нас абсолютно чистое. Если животное получает механическую травму, то его проще забить, чем применять для лечения какие-то антибиотики».

К сожалению, у нас в стране проводят слишком мало фундаментальных исследований по теме органического земледелия. То, что происходит на практике – это чаще всего опыт, совмещенный с интуицией. Но совсем не исключено, что природа таит здесь немало тайн, требующих научного изучения. Возможно, органическое земледелие сформирует запрос на соответствующие знания. Так что впереди нас еще ждут неожиданные революционные открытия в области биологии.

Олег Носков

Исследовательский коллектив, возглавляемый Кауффманом, занимается решением как фундаментальных математических задач в области геометрии, топологии и математической физики, так и междисциплинарных, имеющих практическое применение при исследовании топологических свойств химических соединений и ДНК. Луис Кауффман руководит лабораторией топологии и динамики, созданной на механико-математическом факультете Новосибирского государственного университета  при поддержке мегагранта Правительства России.

Если говорить упрощенно, топология — это наука, которая изучает объекты с точностью до их непрерывных деформаций. Например, если взять веревку и завязать из нее узел, то топология разрешает деформации узла — растягивание, скручивание — до момента разрыва или склеивания. Теория узлов, в свою очередь, исследует то, как веревка (узел) расположена и «завязана» в пространстве. Узлы, которые можно превратить один в другой, не разрывая веревку, называются эквивалентными, и одна из задач, решаемая математиками почти с момента возникновения топологии, — найти способ, позволяющий выяснить, являются ли два узла эквивалентными или нет: то есть можно ли один узел непрерывно продеформировать в другой?

Идея решения этой задачи состоит в том, чтобы сложному объекту, допустим такому, как многократно скрученный и «заузленный» участок спирали ДНК, сопоставить математический объект, который не меняется при непрерывных деформациях узла: например, многочлен со специальными свойствами. Таких многочленов, или полиномов, построено уже довольно много — от одной или более переменных, но универсального пока нет. Наиболее известны полиномы Александера, Джонса и Кауффмана.

«Один из широко известных результатов Кауффмана заключается в том, что он придумал полином, который позволяет быстро различать очень много узлов, то есть доказать их неэквивалентость, понять, какие из них нельзя продеформировать друг в друга.

В целом же Кауффман внес большой вклад в развитие теории узлов: создал теорию виртуальных узлов, теорию узлов и заузленных графов в трехмерных многообразиях (Упрощенно граф можно представить как множество вершин, соединенных ребрами.

Свойства графов изучаются в разделе дискретной математики — теории графов. — Прим. ред.). Мы живем с вами в обычном трехмерном мире, который можно визуализировать как шар. А теперь представьте, что мы изучаем мир, устроенный как трехмерный тор (бублик. — Прим. ред.). Тогда необходимо создавать теорию узлов в торе и других, более сложных трехмерных пространствах. Приезд Луиса Кауффмана в наш город и научное руководство лабораторией важны для расширения тематики проводимых здесь исследований, включая приложения топологии к естественным наукам и робототехнике», — пояснил куратор проекта, профессор кафедры геометрии и топологии ММФ НГУ член-корреспондент РАН Андрей Юрьевич Веснин.

Кто распутает узлы ДНК?

Сочетание геометрических и топологических методов при изучении трехмерных объектов позволяет исследовать уже не только их качественные свойства (эквивалентны они друг другу или нет), но и иметь дело с геометрическими характеристиками: длинами, углами, объемами. Количественная топология обсчитывает эти взаимоотношения. Современные аспекты применения количественной и геометрической топологии — моделирование химических соединений, теория ДНК и робототехника.

«Мой любимый пример применения законов и методов топологии относится к исследованию ДНК. Например, когда происходит рекомбинация ДНК, и две нити ДНК, «лежащие» рядом, «разрезаются» специальным энзимом, а потом «сшиваются», но уже иным образом. При этом нити могут перекрещиваться и образовывать зацепления. Более того, имеет значение, какая нить лежит сверху: разные варианты перекрещиваний будут и топологически отличаться, что, в свою очередь, немаловажно и для формирующейся биологической структуры, — пояснил Кауффман. — В середине 1980-х, благодаря развитию электронной микроскопии биологи обнаружили, что могут наблюдать «узлы», возникающие при рекомбинации ДНК. Но загвоздка в том, что ученые видят лишь начало и конец процесса рекомбинации, но не его детали (они слишком малы для этого). Однако математики могут рассуждать теоретически, и топология здесь выступает как увеличительное стекло, позволяющее разобраться в том, что происходит в микромире. Это похоже на решение уравнения в обычной алгебре или арифметике: у вас есть исходные условия, конечный результат, и вы пытаетесь найти путь между ними — выяснить что произошло. Решений такого уравнения может быть несколько, и в этом случае нужно отбирать те из них, которые могут существовать с точки зрения биологических ограничений. Соответственно, используя методы топологии, мы можем задавать более глубокие вопросы о происходящем».

Работа с российскими учеными

Согласно условиям проекта, руководитель должен находиться в НГУ не менее 120 дней в году и заниматься как научными исследованиями, так и читать курсы для студентов. Американский ученый впервые оказался в столице Сибири, но это не первая его встреча с российскими исследователями.

«В вашей стране традиционно очень сильная наука, и меня всегда восхищали российские математики: после перестройки масса людей (советских ученых. — Прим. ред.) уехали на Запад или начали взаимодействовать с коллегами оттуда, и научные работы, которые до этого делались в изоляции, внезапно стали широко известны и очень многое изменили. Это, например, исследования Николая Решетихина и Владимира Тураева о применении топологии в квантовой физике. Помимо прочего, их совместные работы примечательны тем, что являются примером междисциплинарного взаимодействия между исследователями», — рассказал Кауффман.

Николай Юрьевич Решетихин — физик-теоретик и математик, доктор физико-математических наук, профессор математики в Калифорнийском университете в Беркли и профессор в Амстердамском университете, и главный научный сотрудник физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета. Владимир Георгиевич Тураев — математик, доктор физико-математических наук, профессор университета штата Индианы в Блумингтоне (США). Ученые работали вместе в Санкт-Петербургском (до 1992 г. — Ленинградском) отделении Математического института им. В.А. Стеклова РАН (ПОМИ РАН) и построили квантовые инварианты трехмерных многообразий, известные как инварианты Решетихина — Тураева.

Результаты этих исследований используются для квантовых вычислений, которые, в свою очередь, могут быть полезны для создания квантового компьютера.

«У меня уже состоялась конструктивная встреча с деканом ММФ Игорем Марчуком. Я жду очень многого от работы здесь. В исследовательский коллектив, работающий по гранту, входят прекрасные люди, мы уже запланировали несколько конференций, на которых будут и другие ученые, и все они смогут поговорить друг с другом. В проекте участвуют такие неординарные исследователи, как Андрей Веснин и Валерий Бардаков (Валерий Георгиевич Бардаков — доктор физико-математических наук, профессор НГУ, ведущий научный сотрудник лаборатории обратных задач математической физики Института математики СО РАН. — Прим. ред.), чьи исследования очень близки к моим, и я очень воодушевлен предстоящей совместной работой с ними, их учениками и другими работающими в НГУ специалистами в области топологии и динамики, — отметил профессор.

Надежда Дмитриева

Цикл традиционных летних встреч аграриев под общим названием «Дни поля» открылся научно-производственным семинаром «Современные сорта зерновых культур и агро-технологические приемы их возделывания», который прошел 24 июля 2018 года в филиале ФИЦ «ИЦиГ СО РАН» – СибНИИРС.

В приветственном слове к участникам семинара представитель министерства сельского хозяйства НСО Сергей Дулепов отметил, в каких непростых условиях сибирским аграриям приходится работать в этом году:

– С ходу и не вспомнишь, когда нам приходилось проводить посевную в столь тяжелых условиях. Природа продолжает нас удивлять своими сюрпризами. И Гидрометцентр нам сегодня уже не может выдать никакого прогноза, что ждет область во время уборочной. Но это реальность, в которой нам приходится работать.

Тем не менее, хозяйствам области, согласно статистике министерства, удалось избежать больших провалов в ходе посевной кампании, выполнив план сева более, чем на 90 %. Правда, теперь перед ними будет стоять не менее сложная задача – сохранить и собрать урожай на фоне продолжающихся погодных неурядиц.

Впрочем, гораздо больше внимания в работе семинара уделялось другой задаче, подкрепленной соответствующими правительственными распоряжениями: повысить долю высококачественного зерна в общем валовом сборе. Ученые СибНИИРС готовы помочь аграриям в ее решении.

Они рассказали участникам о работе, проделанной селекционерами института за последние годы. Обзор яровых культур для возделывания в сибирских условиях представил руководитель филиала, зам. директора ФИЦ "ИЦиГ СО РАН", д.с.-х.н. Иван Лихенко.

– Невозможно создать идеальный сорт, который одинаково хорошо реагировал бы на любые капризы климата, поэтому мы видим своей задачей предоставить вам линейку сортов с разными параметрами, чтобы вы могли выбирать те, что лучше подходят под параметры вашего хозяйства, - отметил он.

В настоящее время такая линейка селекционерами создана, ее основу составляют среднеранние и среднеспелые сорта яровой пшеницы, включая такие популярные, как Новосибирская-31 и Новосибирская-29, на которые приходится больше трети посадок яровой пшеницы в области.

Но селекция не стоит на месте, и на подходе уже новые сорта, которые, не уступая в урожайности и качестве зерна прежним, имеют повышенную устойчивость к распространенным заболеваниям – мучнистой росе и бурой ржавчине. Такие, как Новосибирская-16, относящаяся к раннеспелым сортам, и среднеспелая Новосибирская-61.

Большую работу селекционеры СибНИИРС проводят и по созданию озимых сортов зерновых культур, ее результатам был посвящен доклад зам. руководителя СибНИИРС – филиала ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Галины Артёмовой.

– Озимые культуры традиционно обладают более высоким потенциалом урожайности, - отметила она. – Но в условиях суровых сибирских зим выращивать их проблематично. Поэтому сегодня площади, засеваемые озимыми, на порядок меньше, чем у яровых культур. Однако нам удалось создать несколько сортов, которые показывают хорошие результаты и могут быть востребованы нашими хозяйствами.

Слова Галины Васильевны подтверждают и сухие цифры статистики: если в середине 1980-х в Новосибирской области сеяли исключительно озимую рожь, то сейчас большая доля посадок приходится на пшеницу. И преобладают здесь сорта новосибирской селекции. В этом году селекционеры СибНИИРС сдали на испытания еще одну новинку – озимую пшеницу Краснообская. Причем, проверку она проходит не только на сортоучастках, но и в действующем хозяйстве - колхозе им. ХХ съезда КПСС (Тогучинский район). Первые отзывы о новом сорте у аграриев положительные.

Другая новинка - переданный учеными на государственные сортоиспытания сорт озимой ржи Новосибирска-17. Ее уникальность заключается в содержании водорастворимых пентозанов на уровне пшеницы. В результате, такую рожь можно использовать в качестве корма для скота без какой-либо дополнительной обработки.

В работе семинара принял участие также генеральный директор Национального союза селекционеров и семеноводов Анатолий Михилев. Он рассказал о том, какую работу проводит эта организация и чем она может быть полезна предприятиям АПК:

– Сегодня очевидно, чтобы развивать отечественное семеноводство, необходимо принять ряд мер законодательного характера. Прежде всего, снять барьеры для инвесторов. Западная селекция на три четверти финансируется частными инвесторами. А у нас возможность для частно-государственного партнерства в этой области фактически отсечена. И это на фоне хронически скудного финансирования семеноводства и всего сельского хозяйства из бюджета.

В завершении своего выступления Анатолий Васильевич призвал всех собравшихся к более тесному сотрудничеству. О необходимости скоординированных действий в системе «власть – наука – производители» говорил и генеральный директор ООО «Соколово» (Колыванский район) Анатолий Степанов. Это позволит, по его мнению, обеспечить хозяйства высококачественным посадочным материалом. И тогда вполне реально будет получать урожай не только 50, но даже и 100 центнеров с гектара (что, к слову, является нормой для европейских фермеров).

Наталья Тимакова

Рассмотрим, какие разработки ведутся в научно-исследовательских институтах и лабораториях Красноярска в области физики магнитных явлений, радиоспектроскопии, клеточно-молекулярной физиологии и лесных экосистем, какое оборудование используется для исследований и для чего оно нужно.

Первая площадка — лаборатория клеточно-молекулярной физиологии и патологии Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера ФИЦ КНЦ СО РАН, основным направлением научной деятельности которого является изучение эпидемиологии, особенностей патогенеза и течения наиболее распространенных заболеваний среди населения Сибири и Севера.

В лаборатории внимание сразу привлекает проточный цитометр FC-500, предназначенный для проведения цитометрического анализа клеток и определения экспрессии различных внутриклеточных маркеров и рецепторов на поверхности клеток. Сотрудники лаборатории показали на приборе, как проходит исследование фенотипа лимфоцитов крови человека. А заведующий лабораторией рассказал, что в институте уже разработаны методы для определения апоптоза, некроза, пролиферативной активности и степени дифференцировки клеток.

В лаборатории проводится работа, связанная с разделением клеток крови и выделением нужной популяции. Центрифуга позволяет делить клетки крови в градиенте плотности раствора, а в термостате происходит выращивание различных биологических растворов и клеток. Например, развитие клеток вместе с какими-либо биологически активными веществами.

В клинико-диагностической лаборатории института врачи с помощью автоматического анализатора измеряют биохимические параметры различных образцов: от ферментов до металлов и ионов. Система способна работать с полной нагрузкой 24 часа в сутки и делает 240 анализов в час. Она тщательно перемешивает содержимое до однородной смеси — необходимое условие для проведения любых современных иммунотурбидиметрических методов.

Для подсчета и распределения лейкоцитов по видам ученые проводят микроскопию гемограммы. Это необходимо для оценки состояния и количества тромбоцитов и эритроцитов в периферической крови.

Чтобы подсчитать количество гемоглобина и эритроцитов, в гематологическом отделе клинико-диагностической лаборатории используется автоматические дозаторы и фотометр APEL.

В лечебно-диагностическом отделении практикуется применение аппарата для ультразвуковых исследований. Такая система разработана для проведения обследований органов брюшной полости и забрюшинного пространства, поверхностно расположенных органов, периферических сосудов. Устройство подходит для использования в акушерстве и гинекологии, педиатрии и в других областях.

Следующая локация — лаборатория физики магнитных явлений Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН. Здесь находится сверхвысоковакуумная установка «Ангара». Оборудование предназначено для получения тонких пленок и многослойных структур полупроводниковых и магнитных материалов в сверхвысоком вакууме.

Как отмечают ученые, высокий вакуум позволяет обеспечить очень чистые и тонкие наноматериалы. Сейчас исследователи при помощи оборудования стремятся создать «спиновый транзистор». Специальный прибор позволит управлять спиновыми моментами электронов и, соответственно, создавать более дешевые, быстрые и энергоэффективные устройства для обработки и хранения информации.

В лаборатории радиоспектроскопии и спиновой электроники установлен модифицированный атомно-силовой микроскоп, который позволяет специальными чернилами формировать наноразмерные структуры.

Основной частью прибора является кантилевер — специальная иголочка размером в десятые доли миллиметра. С его помощью можно рисовать на пластине кремния любые узоры. Молекулы чернил на острие кантилевера переходят на поверхность металла и образуют слой. Размер одной такой молекулы составляет всего 1 нанометр.

В будущем эти структуры найдут свое применение в приборостроении, электронике и медицине. Кроме того, прибор позволяет создавать транзисторы для процессоров смартфонов, магнитные датчики и другие материалы в микро- и нанодиапазоне.

«В рамках направления клеточной хирургии нами были созданы нанодиски с ДНК-аптамерами для терапии раковых заболеваний. Аптамеры, прикрепленные к нанодискам, направляются прямо к опухоли для механического разрушения раковых клеток. Есть и разработки, которые мы реализуем совместно с научно-производственным предприятием „Радиосвязь“, поставляя результаты фундаментальных исследований», — прокомментировал ведущий инженер лаборатории радиоспектроскопии и спиновой электроники Дмитрий Смоляков.

Еще одна площадка — Музей лесных экосистем Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.

Собрание музея насчитывает свыше 26 тысяч экземпляров, среди которых — дендрологическая экспозиция, культуры микроорганизмов, коллекции уникальных видов растений и грибов, другие объекты. Музейные фонды пополнялись на протяжении многих десятилетий.

Микробиологический фонд был собран учеными в течение 30 лет, он включает как дереворазрушающие грибы, так и грибы-паразиты. Собранные образцы интересны европейским ученым, которые готовы сотрудничать с Институтом леса СО РАН. Совместные исследования помогут предотвратить гибель хвойных лесов деревьев от жука-короеда — уссурийского полиграфа.

Кроме того, в фонде хранятся коллекции бабочек, гербарии растений, а также феромонные ловушки для насекомых.

Заключительная площадка — лаборатория молекулярной спектроскопии и анализа Института химии и химической технологии СО РАН.

Центральное место в помещении занимает спектрометр ядерного магнитного резонанса высокого разрешения (ЯМР). Его основное назначение — идентификация химических соединений. Это самый большой в Красноярском крае ЯМР по частоте (600 МГц), чувствительности и разрешению. Установка позволяет изучать органические соединения от малых молекул до крупных природных соединений, например целлюлозы. Ценность прибора в том, что он позволяет точно показать, какие вещества входят в состав того или иного образца, достигнута ли поставленная цель синтеза.

«Не боги горшки обжигают» - гласит известная поговорка. В истории науки известны случаи, когда значительные открытия совершались людьми, не имевшими серьезного образования. Именно такой случай связан с открытием микромира. Первым человеком, взглянувшим на крохотных существ, кишащих в капле озерной воды, стал простой голландский галантерейщик Антони ван Левенгук (1632 – 1723). Склонившись над микроскопом собственной конструкции, он даже не мог себе представить, что отворяет дверь в новую головокружительную реальность.

Левенгук не был изобретателем микроскопа (как иногда пишут о нем в популярных книжках). Его заслуга в том, что он сумел усовершенствовать этот замечательный прибор до такой степени, что тот стал важнейшим инструментом для исследования живой природы. По сути, «зачатие» современной микробиологии началось именно в тот момент, когда совершенно неизвестный в научных кругах голландец начал шлифовать линзу для своего микроскопа. Голландия, надо сказать, славилась своими линзами. И не мудрено, что здесь нашлись энтузиасты, создавшие передовую на то время оптику. Левенгук как раз и был таким энтузиастом, компенсируя недостаток образования трудолюбием и упорством.

Что такое XVII век в истории науки? Собственно, именно в этом столетии и зародилось то, что мы теперь называем словом «наука». Несмотря на военные лихолетья, религиозные распри, голод и эпидемии, в кругах  образованных европейцев росла необычайная тяга к познанию окружающего мира.

Быть естествоиспытателем стало модно, и в обществе формировался сильный спрос (выражаясь по-современному) на научные открытия. В Англии возникло знаменитое на весь мир Королевское общество – самая авторитетная научная организация того времени. Такие же организации стали появляться и в других странах. Ученые вели в то время обширную переписку, делясь результатами своих наблюдений и экспериментов. Это было в порядке вещей. Поэтому никто не удивился тому, что один голландский галантерейщик решил сообщить научному сообществу что-то важное. Научное сообщество сообщение приняло, хотя и не без доли скепсиса. Голландец не имел серьезного образования, не владел языками и не умел выражаться изящным стилем. Писал он очень просто. Но писало о таких вещах, которые не могли не вызвать интереса со стороны ученых. Ведь он был тогда единственным обладателем лучшего в мире микроскопа, давшего ему возможность увидеть то, что было недоступно взору знаменитых английских естествоиспытателей.

Отметим, что микроскопическим исследованиям английские ученые уделяли внимание еще до Левенгука. В 1665 году Роберт Гук (являвшийся членом упомянутого выше Королевского общества) опубликовал свою знаменитую «Микрографию», где были описаны известные объекты, рассмотренные под сильным увеличением. Например, было показано, как выглядит под микроскопом кусок льняной ткани, как выглядят растения, как выглядит шерсть животных, птичьи перья или глаз мухи. Книга содержала хорошие иллюстрации (Гук был, вдобавок ко всему, талантливым художником). Кроме того, в книге подробно описывался процесс сборки микроскопа, вплоть до методов выдувания и шлифовки стекол.

Микроскоп, которым пользовался Гук, имел несколько линз. Это позволяло получить достаточно сильное увеличение, но при этом возникал один серьезный изъян -  терялась четкость картинки. Левенгук значительно усовершенствовал прибор. Ему удалось с помощью одной мощной линзы добиться пятикратного увеличения в сравнении с микроскопом Гука. Свою технологию изготовления линз он оставил в секрете. Считается, что четкость изображения он повышал благодаря использованию камеры-обскуры. Этот метод, судя по всему, Левенгук подсмотрел у голландских живописцев. Сам он рисовал плохо, поэтому для изготовления иллюстраций приглашал художника, который работал по его эскизам. Дело в том, что  он не позволял посторонним смотреть в свой микроскоп, дабы честь первооткрывателя оставить исключительно за собой. Как раз из-за этой склонности снижалось доверие к его первым открытиям.

Из-за плохого владения научным стилем изложения Левенгук не смог написать ни одной книги. Все свои открытия он описывал разговорным языком в письмах, отравляя их в разные научные общества, прежде всего – в Королевское общество, где он нашел себе серьезного сторонника в лице Генри Ольденбурга.

Ольденбург выступал в роли его переводчика и редактора (сам Левенгук знал только голландский). За 40 лет своих наблюдений Левенгук написал более пятисот писем.

Несмотря на важность открытий, многие утверждения Левенгука поначалу не принимались общественностью всерьез, включая и известных ученых того времени. Мало того, острые на язык сатирики даже поднимали его на смех. Впрочем, насмешки частенько сыпались даже в адрес Королевского общества, поскольку темы, поднимавшиеся там, большинству людей были непонятны. Некоторые вальяжные господа иногда специально приходили на заседания Общества, чтобы потом вдоволь посудачить об этих странных «умниках». Что уж тут говорить о скромных натуралистах-любителях, претендующих на величайшее открытие?

Левенгук испытал на себе такое зубоскальство сполна. Его открытие микроорганизмов в озерной воде было воспринято скептически. Кстати, у него не было никаких иллюзий насчет того, что общественность отнесется к его открытию с недоверием. По этой причине он в течение года о нем ничего не сообщал. В XVII веке никому не могло прийти в голову, что в природе могут быть такие микроскопические существа, да еще в столь огромных количествах, будто речь идет о целой вселенной. Подобное допущение считалось безумием. Недоверие к открытию удалось развеять только после того, как голландца специально посетили весьма влиятельные английские особы, дабы на месте подтвердить (или опровергнуть) результаты его наблюдений. Результаты были подтверждены, в итоге репутация Левенгука в научном мире заметно возросла. В 1680 году он стал полноправным членом Королевского общества.

Мир одноклеточных существ стал величайшей научной сенсацией того времени. Левенгук назвал этих микроскопических созданий «маленькими животными» - «анимакулами». По его подсчетам, во взятом им образце озерной воды их были миллионы. Чуть позже он обнаружил микробов вчеловеческой слюне и в зубном камне. Причем, у людей, не уделявших внимания гигиене, «анимакулов» была тьма-тьмущая, из чего напрашивался вывод о том, что они как-то влияют на появление некоторых заболеваний.

Ученым стало понятно, что открытие микромира имеет революционное значение для наук о природе. В те времена многие продолжали верить (подобно древним) в самозарождение некоторых животных из грязи или гниющих остатков. Так, вполне «научными» считались представления о том, будто мухи рождаются прямо из гнилого мяса. Этот процесс казался совершенно очевидным, а рассуждения о мушиных яйцах поднимались на смех. После открытий Левенгука идея самозарождения червей и насекомых начала восприниматься как пережиток. Сам Левенгук с помощью микроскопа демонстрировал яйца вшей, блох и других тварей. Становилось понятно, что в мире беспозвоночных происходит такое же размножение, как и у остальных животных. «Все происходит из яйца» - таков бы окончательный вывод.

Впрочем, сторонники самозарождения так просто не сдавались. В отношении мух и им подобных вопросов больше не было. А вот откуда появляются «анимакулы»? Казалось бы, микробы совокупляться не могут. Следовательно, они вполне могут зарождаться прямо из грязи. Левенгук был не согласен с таким утверждением. Он был уверен, что «анимакулы» способны спариваться. По существу вопроса он, конечно, был прав. Но вот утверждение насчет спаривания микробов вызывало иронию, а потому проблема самозарождения продолжала сотрясать научное сообщество еще как минимум двести лет.

Левенгук проводил исследования до самой кончины, постоянно поддерживая контакты с Королевским обществом. Ему он завещал самое ценное свое достояние – красивый лакированный ящик, в котором находилось 26 серебряных микроскопов с закрепленными на них образцами. Остается искренне удивляться тому, что микробиология обязана своим появлением торговцу галантереей. А может, именно здоровый практицизм, совмещенный с творческим поиском и усердием, как раз и привел к таким результатам? Показательно, что Левенгук был глубоко верующим христианином. Сделанные им открытия дополнительно подтвердили его уверенность в том, что происхождение жизни обязано исключительно Творцу.

Олег Носков

Главная особенность нацпроекта «Наука», обсуждаемого сейчас правительством, его нестандартные расходные приоритеты. Из 1,4 трлн руб. в 2019-2024 годах предлагается израсходовать почти 1 трлн руб. по статье «Генерация фундаментальных научных знаний» — это исключительно редкий случай определения целью госрасходов научной деятельности как таковой. Проект также предполагает концентрацию научных и научно-образовательных центров на базе сильнейших учреждений, исследовательскую аспирантуру с 2023 года, создание госинфраструктуры свободного цифрового доступа к информации, новую схему аттестации научных сотрудников с 2022 года.

Паспорт нацпроекта «Наука», разрабатываемого Минобрнауки и Российской академией наук, обсуждается в Белом доме с начала июля. Куратор проекта — вице-премьер Татьяна Голикова, руководитель — министр науки Михаил Котюков, администратор — замминистра Алексей Медведев. В нацпроекте пять федеральных проектов (ФП): инфраструктурный, по созданию сети научных центров, по «генерации фундаментальных научных знаний», по кооперации с реальным сектором экономики и по цифровизации науки.

«Наука», видимо, первый нацпроект, в паспорте которого в основном достигнуто требование Белого дома по созданию системы простых и измеряемых целей госрасходов, в сумме за шесть лет превышающих 1,4 трлн руб.

Целей, собственно, три: вхождение РФ в пятерку ведущих стран мира в приоритетных для нее областях науки, обеспечение привлекательности работы в РФ для ученых и увеличение внутриэкономических затрат на научную деятельность в РФ быстрее темпов роста ВВП.

Цифровые показатели в них достаточно реалистичны, хотя в ряде случаев системно манипулируемы: так, одной из задач нацпроекта является увеличение доли публикаций российских ученых в базе WoS с 2,99% до 5% (в случае отказа от нацпроекта она, по расчетам Минобрнауки и РАН, вырастет к 2024 году до 3,3%).

Нацпроект в известной степени является предложением увеличить число ученых-исследователей в экономике с 51 на 10 тыс. работающих до 79, обеспечив им рабочие места за счет госфинансирования. Сама по себе структура расходов нацпроекта нестандартна. ФП по генерации научных знаний — крупнейший: 955,1 млрд руб. до 2024 года с увеличением дополнительного финансирования этой деятельности с 55,3 млрд руб. в 2018 году до 271 млрд руб. в 2024-м. Все прочие статьи существенно меньше. Разработчики явно не верят в большие перспективы взаимодействия компаний и науки в рамках нацпроекта, не ожидая сильного притока внебюджетных средств и в исследования (это приблизительно 300 млрд руб. в год с ростом в рамках инфляции). Национальная технологическая инициатива упоминается в документе «по касательной». ФП по цифровизации науки должен обходиться в 1,6 млрд руб. в год.

Ожидавшегося вала расходов на обновление приборного и лабораторного парка в паспорте нацпроекта не обнаруживается. В целом же (сильно упрощая) — главная подразумеваемая, но не сформулированная прямо задача нацпроекта выглядит как выполнение к 2024 году первого этапа Программы фундаментальных научных исследований до 2035 года.

Организационно нацпроект предполагает концентрацию собственно научной деятельности в группе научных и научно-образовательных центров. В их числе математические центры в Москве и Санкт-Петербурге, два геномных центра в этих городах, центры по новым материалам, фотонике и энергетике. Проект предполагает быстрое создание информсети «национальной подписки» к базам данных научного цитирования, создание трех национальных сетевых центров биоресурсных коллекций и лабораторий, инфраструктуры свободного доступа к информресурсам научных сотрудников.

«Университетская» часть нацпроекта предполагает выделение нескольких (до десяти) «научно-образовательных центров» в качестве национальной информационной базы образования. Из предполагаемых Минобрнауки и РАН нововведений — реализация модели «исследовательской аспирантуры» (с 2023 года) и внедрение к 2022-му системы аттестации научных работников, «основанной на международных стандартах качества и результативности научной и научно-технической деятельности». Потенциально последнее — конфликтная часть проекта. Как и создание научных центров — оно, видимо, будет предполагать и активное поглощение с 2019 года новыми структурами под руководством Минобрнауки и ФАНО малоуспешных научных учреждений системы РАН. Поэтому с учетом оппозиционно настроенной к реформам научной сферы нацпроект выглядит критичным по части качества исполнения.

Дмитрий Бутрин

Наверное, сегодня уже никто не будет спорить с тем, что создание мини-электростанций и перевод газовых котельных в режим комбинированной выработки тепла и электричества – один из основных путей развития региональной энергетики. Собственно, это направление с недавних пор уже получило «одобрение» на федеральном уровне. Мало того, правительство настаивает на том, чтобы в регионах уделяли этому делу повышенное внимание. Поэтому дискуссия о том, быть у нас в стране малой энергетике или не быть, выглядит теперь совершенно неуместной. На уровне «теории», так сказать, этот вопрос уже не дискутируется. Государство ответило однозначно: быть!

Теперь – слово за техническими специалистами. Здесь уже всё выглядит гораздо сложнее. Дело в том, что за кадром часто остаются чисто технические проблемы, связанные с развитием малой энергетики. Они обсуждаются не так уж часто, однако на практике играют роль «подводных камней», обойти которые – одна из задач, стоящая сейчас перед нашими технарями в регионах. И от того, насколько успешно им удастся решить эту проблему, будет во многом зависеть наш переход на новый уровень энергоснабжения.

Напомню, что в Новосибирске создан показательный прецедент, когда известный в городе девелопер для снабжения нового микрорайона электричеством построил собственную газовую мини-ТЭС. По сути, это был своего рода пилотный проект, когда работа станции буквально тестировалась в реальных условиях. Конечно, поначалу не всё происходило благополучно (откровенно говоря, проблемы там остаются до сих пор). Работа в автономном режиме давала о себе знать не самым лучшим образом. Случалось так, что из-за резких скачков нагрузки машины неожиданно останавливались. Здесь, в принципе, всё понятно: если такой объект не интегрирован в общую систему, то экономически он малоэффективен, и работа его не будет отличаться надежностью.

Как мы понимаем, именно выход в общую сеть является оптимальным решением для мини-электростанций. Тогда сразу повышается надежность работы и сокращаются сроки окупаемости. Но на практике проблема оказалась не такой-то простой. С одной стороны, монополистов не особо радует появление независимых источников электроэнергии, а потому отношения с ними не всегда складываются конструктивно. С другой стороны, существуют проблемы чисто технические, решать которые «за так» никто не собирается.

Наша инфраструктура, специально подчеркну, не располагает к подобным революционным переменам. И за модернизацию иной раз приходится серьезно платить. Причем, в буквальном смысле.

Мало согласовать необходимость присоединения с монополистом. Требуетсятакже масштабная реконструкция электрических сетей в месте присоединения. Помимо прочего необходимо осуществить дорогостоящую интеграцию в существующую систему управления с общим режимом работы.

По словам заведующего кафедрой автоматизированных электроэнергетических систем НГТУ профессора Александра Фишова, сегодня изолированная, автономная работа мини-электростанций уже мало кому интересна, поскольку в таких условиях сроки окупаемости растягиваются до двадцати лет (и даже больше). То есть, если ситуация не сдвинется с места, то желающих инвестировать в создание небольших ТЭС у нас просто не будет. А значит, на самом развитии малой энергетики можно будет поставить крест.

К сожалению, опыта включения в общую сеть малых объектов (мощность от одного мегаватта и выше) в нашей стране совсем немного. То, что предлагается на этот счет, обычно делается «по горячим следам», можно сказать – наспех. Например, предлагается создание промежуточных устройств, что на практике ведет к большим и неоправданным затратам. «Получается, - отметил ученый, - что традиционные схемы решения - очень дорогие. Могу оценочно сказать, что по стоимости они могут превосходить стоимость самого объекта, самой электростанции».

Самое интересное, что эту проблему наши технические специалисты осознали достаточно давно. Как раз в  НГТУ специально занимаются вопросами безопасной и эффективной работы энергетических систем. И поэтому создание современной и малозатратной технологии, позволяющей электростанциям небольшой мощности безопасно входить в общую сеть, является для них одной из ключевых задач. То есть рассматриваемая здесь проблема не решается ими «на коленке». Такое решение, собственно, к настоящему времени уже детально проработано.

«Мы пришли к выводу, - разъяснил Александр Фишов, - что речь должна идти о беспилотниках в электроэнергетике. Такие объекты работают полностью автоматически. Это является современным  трендом».

Предложенный нашими специалистами способ учитывает два свойства энергетического объекта – он может работать как автономно, так и параллельно с сетью, и каждый раз он будет иметь нормальный режим работы. Согласно специальной схеме объединения объектов, каждый из них может переходить из одного «нормального» состояния в другое – в зависимости от того, что происходит у нас в общем режиме энергосистемы.

Как утверждает Александр Фишов, «за последнее время мы очень сильно продвинулись в этом плане. Фактически у нас, в Новосибирске, уже есть структура той автоматики, которая как раз обеспечивает указанный режим. Эта автоматика проверена в нашем испытательном центре, где происходит тестирование. Есть соответствующие интерфейсы». По словам ученого, к лету уже завершится разработка соответствующего пилотного проекта. Далее будет осуществлена сертификация данного технического решения, которое после этого выйдет на рынок.

Таким образом, уже в этом году наши специалисты создадут соответствующий рыночный продукт для осуществления эффективной работы небольших энергетических объектов. Подчеркиваю, что речь идет о создании малозатратной технологии, отсутствие которой (на данный момент) затрудняет развитие всего направления. В этом плане Новосибирск, как всегда, вполне оправдывает звание интеллектуальной столицы Сибири. Вопрос лишь в том, насколько данная разработка (подчеркиваю, полностью доведенная до внедрения) окажется востребованной в самом городе.

Кстати, благодаря тому, что в Новосибирске уже существует такой объект, у нас есть возможность отработать на нем инновационные технические решения и изучить системные вопросы, связанные с подключением его к сети для параллельной работы. Во всяком случае, со стороны специалистов-разработчиков возражений на этот счет не будет. Другое дело, как к такой инициативе отнесутся в некоторых властных кабинетах. Здесь уже однозначно ответить нельзя.

Олег Носков

Премьер-министр России Дмитрий Медведев уменьшил финансирование проекта «5-100», подписав соответствующее постановление. В 2018 году на проект выделят почти на 200 миллионов рублей меньше, в 2019-м — финансирование увеличат на 14 миллионов, а в 2020-м — уменьшат на 4,27 миллиарда. Документ опубликован на официальном интернет-портале правовой информации.

В документе говорится о внесении правок в постановление от 16 марта 2013 года «О мерах государственной поддержки ведущих университетов Российской Федерации в целях повышения их конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров». Изменения касаются слов «10265628,1 тыс. рублей в 2018 году, 10046879,1 тыс. рублей в 2019 году, 14500000 тыс. рублей в 2020 году», вместо которых теперь будут «10067898,8 тыс. рублей в 2018 году, 10060995,8 тыс. рублей в 2019 году, 10231514,3 тыс. рублей в 2020 году». Таким образом, на ближайшие три года проект «5-100» лишится 4,452 миллиардов рублей.

Проект «5-100» — это государственная программа поддержки крупнейших российских вузов, которая была запущена Министерством образования и науки России в 2012 году. Цель проекта — максимизировать конкурентную позицию группы ведущих российских университетов на глобальном рынке образовательных услуг и исследовательских программ и вывести не менее пяти университетов из числа участников проекта в сотню лучших вузов трех авторитетных мировых рейтингов: Quacquarelli Symonds (QS), Times Higher Education (THE) и Academic Ranking of World Universities (ARWU).

Напомню, что в Новосибирске есть как минимум две компании, предлагающие современные технические решения для городских ферм, ориентированных на круглогодичное выращивание овощей и зелени. Одна из них специализируется на гидропонике, другая делает выбор в пользу органического земледелия (о чем мы уже неоднократно писали). Эти технические решения, естественно, были представлены на прошедшем форуме.

По большому счету Новосибирск, обладая таким научно-техническим потенциалом, в состоянии обозначить данный тренд для всей страны. Я не утверждаю, что здесь мы будем идти впереди планеты всей, поскольку это направление успешно развивается за рубежом. Однако уникальность Новосибирска будет заключаться в том, что подобные решения начнут внедряться не где-то, а в суровых сибирских условиях. Согласитесь, что в Сибири такой «зеленый город», снабжающий себя собственными овощами, вполне может претендовать на мировую славу.

Принципиальной особенностью упомянутых технических решений, предлагаемых новосибирскими компаниями, является то, что они не ограничиваются каким-то одним вариантом обустройства круглогодичных теплиц. Можно, например, целый ряд тепличных модулей разместить в чистом поле, а можно «вписать» теплицу в объем существующего здания или сделать ее в виде пристройки. Есть и другой вариант, самый перспективный – установить тепличные модули прямо на крыше. Подобные решения уже вовсю используются в Европе. В некоторых городах России этим делом пытались заниматься еще в 1990-е. И вот теперь крышные решения для теплиц предлагаются и в Новосибирске.

Как сказал основатель компании iFarm Александр Лысковский, сейчас проходит финальная стадия согласования строительства крышной теплицы на многоэтажном здании возле цирка (то есть в центре города). Её минимальная площадь составит 300 кв. метров, хотя возможен вариант и на 550 «квадратов» (то есть почти шесть «соток»). Доступ предполагается только для жителей дома - напрямую из лифта.

«Житель дома, - объясняет Александр Лысковский, - поднимается на площадку и заходит в теплицу прямо в тапочках. Там либо работает какой-нибудь сотрудник, и они вместе срывают огурцы и помидоры, либо у каждого жителя есть в теплице своя грядка».

Иначе говоря, это есть аналог дачного помещения на крыше собственного дома! И эта «дача» (что принципиально важно для сибиряков) будет функционировать круглый год, снабжая жителей дома свежими овощами.

По словам Александра Лысковского, такое решение является, прежде всего, маркетинговым проектом для девелоперов. То есть, здесь не ставится вопрос о реализации овощной продукции. Жители выращивают овощи главным образом для себя. Конечно, ничто не мешает разместить на крыше такую теплицу исключительно в коммерческих целях, устроив на первом этаже овощной магазин. В этом случае покупатели будут получать овощи сразу с грядки. А значит, отпадет проблема хранения и транспортировки. Соответственно, не понадобятся сорта с длительной лёжкостью (как правило, не обладающие высокими вкусовыми качествами). Такие решения, заметил Александр Лысковский, сейчас также рассматриваются его компанией. Поэтому в скором времени у нас в городе может появиться настоящий «сити-фермерский» магазин.

Такими теплицами интересуются и владельцы ресторанов, заинтересованных в качественной и свежей продукции. Помимо этого, есть предложения для школ. Ведь ничто не мешает установить подобную теплицу на школьной крыше и включать в детский рацион свежие овощи, выращенные самостоятельно (об этом мы тоже писали). С технической точки зрения больших сложностей здесь нет. Есть сложности юридического плана. То есть необходимо как-то обосновать безопасность для детей такого рациона: окажется ли «правильным» тот огурец, которые появился в школьной столовой благодаря столь хитроумному способу? Наши бюрократы, как известно, очень настороженно относятся ко всему новому, и потому приходится приспосабливаться к существующим нормативам.

Тем не менее, появление самих «зеленых крыш» (не важно – с какой именно целью и для какого использования) будет реальным вкладом в наше продвижение к Шестому технологическому укладу.  Представьте на минуту, что в Новосибирске «зазеленеют» крыши сотен жилых многоэтажек и общественных зданий. Кроме чисто эстетического эффекта есть еще важная социально-психологическая и экономическая стороны этого дела. Так, градостроители рассуждают о том, как сделать город более привлекательным для жизни, когда нет нужды регулярно искать отдыха за его пределами. «Зеленая крыша» приближает нас к такому идеалу. Кроме того, резко снижается потребность в импортных овощах. Овощеводство становится делом самих горожан (что еще недавно казалось фантастикой). Отмечу, что с одного квадратного метра можно в год получить до 100 кг. огурцов. Это почти два килограмма в неделю. Если строить крышную теплицу из расчета 1 кв. метр на человека (жителя дома), то вопрос с обеспечением овощами можно вообще закрыть (для тех, кто решился на возведение такой конструкции).

Конечно, здесь возникают вопросы по части энергоэффективности. Скажем, с Германией и Голландией понятно – у них теплые зимы. А как быть у нас? Так вот, знакомые мне специалисты в области теплофизики считают крышные теплицы самым рациональным вариантом для новосибирского сити-фермерства, не видя в них ничего фантастического применительно к нашим условиям. Во-первых, здесь снижаются капитальные затраты, поскольку в готовом здании есть всё, что нужно для теплицы: вода, тепло, свет. Во-вторых, при таком варианте размещения есть возможность снизить энергозатраты за счет частичной утилизации тепла из квартир. Например, крышная теплица может служить огромным рекуператором, куда из жилых помещений по трубам будет поступать вентилируемый теплый воздух.

Грубо говоря, квартиры будут «отдавать» в теплицу тепло и углекислый газ, а оттуда получать воздух, обогащенный кислородом. С помощью такого теплообмена удастся заметно сэкономить на обогреве. А если подключить к этому делу солнечные коллекторы, то экономия будет еще ощутимей.

В принципе, с технической стороны особых проблем нет. Вопрос в том, как сделать это направление популярным. На мой взгляд, совсем не обязательно с первых шагов выдавать исключительно «идеальные» решения. Ведь чем больше в системе хитроумных приспособлений, тем дороже она обходится. Такой перфекционистский вариант далеко не всем по карману, а потому со стороны разработчиков вряд ли стоит настаивать на дилемме: либо всё сразу по высшему разряду, либо вообще ничего. Полагаю, что жителям домов можно предлагать и «облегченные» варианты. Как мы знаем, многие горожане имеют дачные участки, от которых они в любом случае не откажутся. И сотни тысяч новосибирцев ежегодно, каждую весну выращивают на подоконниках рассаду. Почему бы этот процесс не переместить на крыши домов? То есть предложив вариант сезонных теплиц, не требующих больших затрат и ощутимых эксплуатационных расходов. Таким путем мы будем содействовать популяризации сити-фермерства, вовлекая в него именно тех, кто уже привык работать с землей. А дальше уже люди войдут во вкус, и у них появится желание продлить вегетацию растений прямо на месте, не покидая крыши.

Олег Носков

Не все вещества можно (да и нужно) видеть невооруженным глазом, но иногда это просто необходимо. Диабетики проверяют уровень глюкозы, врачи обнаруживают в выдыхаемом воздухе аммиак, указывающий на заболевание, а исследователи состояния окружающей среды — вредные газы или пестициды. Созданием точных сенсоров для обнаружения различных веществ занимаются ученые Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН совместно с зарубежными коллегами.

Для обнаружения различных веществ — как вредных, так и полезных — существуют специальные датчики. Несмотря на это перед учеными по-прежнему стоит проблема поиска более эффективных материалов для создания сенсоров, а также уменьшения времени и расширения пределов обнаружения необходимых соединений.

«Мы уже давно проводим подобные работы с фталоцианинами металлов — соединениями, зачастую использующимися в роли красителей и органических полупроводников. Их свойства помогают нам находить газы, присутствующие в воздухе (аммиак, сероводород) или водных растворах (пестициды), а также глюкозу, что важно для больных диабетом», — поясняет заведующая лабораторией спектроскопии неорганических соединений ИНХ СО РАН профессор РАН, доктор химических наук Тамара Валерьевна Басова.

Так, работая с глюкозой, ученые решили попробовать поднять предел обнаружения. Для этого они получили наночастицы диоксида кремния, имеющего пористую поверхность. Благодаря этому на ней в большем количестве мог закрепиться иммобилизированный фермент глюкозооксидазы, обеспечивающей специфичность к глюкозе (окисляющей только ее). Электроны, образующиеся в результате этой окислительно-восстановительной реакции, поступают на электрод при участии фталоцианина — медиатора (переносчика) электронов, способного обеспечить их передачу к поверхности.

Сверху наночастицы покрывались оболочкой из проводящего полимера, чтобы обеспечить поверхности проводящие свойства. Процесс передачи электронов отслеживался по электрическому сигналу, который зависит от концентрации глюкозы в пробе. Изготовленный биосенсор показал высокую чувствительность и селективность.

«В перспективе этот активный слой должен наноситься на электрод: в имеющихся сенсорах они съемные, поэтому внедрить новый электрод не будет проблемой», — добавляет Тамара Басова.

Для исследования газовых сенсоров ученые тоже используют фталоцианин: пленки этого соединения способны изменять проводимость при встрече с определяемым веществом. Когда тонкая пленка наносится на электроды, специалисты измеряют ее проводимость до и после помещения в атмосферу и по изменению сопротивления определяют сенсорный отклик: он увеличивается в зависимости от концентрации вещества. Точно так же исследователи разыскивают пестициды: по изменению показателя преломления пленки при погружении в водную среду можно делать выводы об их наличии.

Исследовательская группа, помимо ученых ИНХ СО РАН, включает в себя специалистов из университета Шеффилд Халлам (Великоритания) и Технологического университет Гебзе (Турция). Сотрудничество с этими организациями началось еще в 2000 году.

«В планах продолжать эти исследования, чтобы обнаруживать вещества даже при малых концентрациях, — заключает Тамара Басова. — Раньше нам хотелось достичь определения в 1 ppm (одну долю на миллион), а теперь — до 1\10 ppm. Это можно применить при неинвазивной диагностике: так, превышение содержания аммиака в выдыхаемом воздухе сигнализирует о наличии почечных патологий. Еще мы собираемся изучать другие газы в выдыхаемом воздухе, например сероводород, — он также является одним из сигналов наличия патологий некоторых органов пищеварения».

Алёна Литвиненко