Последней нобелевской премии 2014 года в области химии были удостоены Эрик Бетциг, Штефан Хелль и Уильям Мёрнер за вклад в развитие  флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения.

Мы решили разобраться, в чем именно ценность этого вида микроскопии и как обстоят дела с данным направлением в российских научных центрах.

Для начала мне бы хотелось немного разъяснить, что вообще такое световая микроскопия и для чего она нам так необходима.

Световая микроскопия – это один из видов современной микроскопии, в соответствии с привычными нам законами физики обеспечивающий разрешение до 0,2 микрон (по осям X и Y). С её помощью мы получаем цветное и подвижное изображение живого объекта. Также она дает возможность микрокиносъемки и длительного наблюдения одного и того же объекта, что позволяет проводить исследования живых микрообъектов в режиме реального времени, что недоступно другим видам микроскопии.  Мы имеем возможность получить оценку динамики и химической  сущности объекта. Современная элементная база и новые функциональные возможности световых микроскопов позволяют реализовать новые методы микроскопических исследований, связанные с получением изображений в формате 3D, получением изображения, “сшитого” из его отдельных оптических срезов.  То есть мы можем получать информацию не только  о том, как выглядит клетка, но и о том, что происходит внутри  этой клеточной структуры. К примеру,  где и какие белки находятся в клетке, какая последовательность ДНК. Световая микроскопия сегодня незаменима в диагностических и исследовательских работах, повседневно необходима в практической медицине.

С помощью люминесцентной микроскопии можно выявить вирусные антигены и их концентрацию в клетках, идентифицировать вирусы, определить антигены и антитела, гормоны, различные продукты метаболизма и т.д. В связи с этим люминесцентную микроскопию применяют в лабораторной диагностике таких инфекций, как герпес, эпидемический паротит, вирусный гепатит, грипп и др., используют в экспресс-диагностике респираторных вирусных инфекций, исследуя отпечатки со слизистой оболочки носа больных, и при дифференциальной диагностике различных инфекций. В патоморфологии с помощью люминесцентной микроскопии распознают злокачественные опухоли в гистологических и цитологических препаратах, определяют участки ишемии мышцы сердца при ранних сроках инфаркта миокарда, выявляют амилоид (белковое вещество, которое вызывает поражение не только печени, но и других внутренних органов) в биоптатах тканей и т.д.

Хотелось бы сказать, что последние 10 лет ученые активно искали возможность увеличить разрешение световой микроскопии. Были самые разные подходы. Лауреаты нобелевской премии открыли несколько вещей, которые ситуацию изменили принципиально.

Благодаря работам доктора Эриха Бетсига и профессора Уильяма Мёрнера,  появилась возможность детектировать отдельные молекулы. Кроме того, они нашли способ, как «включать» и «выключать» эти молекулы по очереди. То есть, стало возможным определять положение отдельных молекул без помех от соседних, локализация которых будет определена в следующих циклах. Немецкий профессор Штефан Хелль разработал новый метод сверхразрешающей  флуоресцентной микроскопии, что позволило улучшить разрешение изображения. В связи с этим  стало возможно наблюдать синапсы между нейронами головного мозга, отслеживать движение белков, связанных с болезнями Паркинсона и Альцгеймера. Несомненно, это большой вклад в развитие науки и медицины.

Для того чтобы узнать, как обстоят дела с данным направлением в российских научных центрах и  на сколько такое оборудование доступно сегодня нашим ученым, мы обратились к профессору, доктору биологических наук, заместителю директора Института цитологии и генетики Рубцову Николаю Борисовичу.

- Реально вся оптическая техника световой микроскопии  прошла несколько революционных преобразований еще в 70х-90х годах, которые, к сожалению, в нашей стране пропустили. В связи с тем, что денежных средств в то время не хватало, свои приборы не создавали, зарубежные не покупали, что привело к значительному отставанию нас в этой области и как пользователей, и как создателей. В конце 90х финансирование науки существенно улучшилось, была закуплена вся современная микроскопическая техника.

Сейчас мы можем выполнять все те же работы по микроскопии, которые выполняют в других странах. Т.е., в качестве пользователей мы сейчас вернулись на мировой уровень. Как создатели новой микроскопической техники или как производители современной мы свои позиции практически не улучшили.

Да и как у пользователей у нас осталось немало проблем, значительно осложняющих нам жизнь. Эти проблемы общие для практически всей нашей биологической науки. Очевидно, что в исследовании приборы, например, микроскопы, являются очень важной, но все-таки частью работы. Вторая, не менее важная часть, это подготовка материала для микроскопии. Сейчас она часто требует предварительных работ, представляющих собой молекулярно-генетические разработки, получение специфических моноклональных антител, генномодифицированных клеточных линий и организмов, систем детекции конкретных молекул и так далее, в зависимости от задачи. Провести все эти в одной лаборатории очень сложно, в часто и невозможно. Но многое сейчас можно купить. Если не в виде конечного продукта, то в виде «полуфабрикатов», расходных материалов. Самая большая наша проблема состоит в том, что если на Западе доставка всех необходимых материалов занимает от одного дня до 3х-4х (в таких странах как США, Германия),  то у нас часто на закупку и получение уходит от 3х до 6ти месяцев. Сегодня, что касается оборудования, то в нашем институте оно соответствует очень высокому уровню европейских институтов, институтов США и Японии, но в высоко конкурентных областях из-за разницы в скорости поставки расходных материалов наши зарубежные коллеги часто имеют значительное преимущество.

-С чем это связано?

- Если ситуация простая и необходим очень распространенный реактив, то он может оказаться где-нибудь на складе российской фирмы, и доставка не займет много времени. Но если нам требуется более сложный реактив, не пользующийся широким спросом (а когда мы занимаемся чем-то совершенно новым, нам именно такой материал и необходим), то тогда  фирма-посредник договаривается о поставке этого сырья из-за рубежа. Для того чтобы осуществить поставку, посредники стараются собрать комплект заказов особенных расходных материалов (не вести же пробирку с 50 микролитрами реактива). А на это уходит время.

- То есть, если я правильно понимаю,  это сказывается на конкурентоспособности нашей науки. Верно?

- Да, безусловно, наши ученые всегда должны быть на шаг, а лучше на несколько, впереди.

Допустим, Вы придумали что первыми, заказали, Вам доставили необходимый материал, Вы сделали эксперимент, и понимаете, куда идти дальше. Но чтобы идти дальше, Вам нужно опять что-то новое. А до окончания эксперимента, Вы не знали что именно. В результате Вам опять нужно ждать. Новые месяцы ожиданий.

Может и не все так плохо. Часто получается просчитать на несколько шагов вперед, но фора у наших коллег все равно получается большой.

Еще одна проблема, хорошо знакомая всем. Расходные материалы обходятся нам раза в два дороже, чем нашим коллегам за рубежом. Посредники, транспорт, таможенные платежи, попытки просчитать ситуацию на много шагов вперед. А финансирование за рубежом  так часто лучше, чем у нас. Но все же, с моей точки зрения, главной проблемой остается скорость  поставки.

Подводя итог, нужно сказать, что лауреаты нобелевской премии сделали действительно большой вклад в развитие науки и медицины. Мы очень надеемся, что ситуация с длительностью  поставки расходного материала нашим ученым изменится в скором времени и российские научные центры смогут работать более эффективно.

Анастасия Федорова

Будущее сырьевых и энергетических рынков формируется сегодня под сильным влиянием двух факторов. Во-первых, стоимость производства электричества с помощью возобновляемых источников энергии (ВИЭ) снижается и уже сравнялась со стоимостью его выработки углеводородной генерацией. Во-вторых, распространенное убеждение в антропогенном характере глобального потепления в сочетании с острыми экологическими проблемами стимулирует принятие политических решений, направленных на ограничение использования ископаемых энергоресурсов.

Чтобы реализовать Национальную технологическую инициативу, предложенную президентом, необходимо добиться слаженной работы науки, образования и промышленности по решению важнейших задача, стоящих перед страной.

В своем послании Федеральному собранию президент Владимир Путин предложил реализовать национальную технологическую инициативу, чтобы решать перспективные крупные государственные проекты, обеспечить национальную безопасность, высокое качество жизни людей, развитие отраслей нового технологического уклада. И в короткие сроки снять критическую зависимость от зарубежных технологий и промышленной продукции стран Евросоюза, США, Японии.

Для успешного решения этих задач президент потребовал1 «объединить усилия проектных, творческих команд и динамично развивающихся компаний, которые готовы впитывать передовые разработки; подключить ведущие университеты, исследовательские центры, Российскую академию наук, крупные деловые объединения страны».

Создать консорциумы

Для этого, на мой взгляд, целесообразно сформировать сквозные команды из представителей науки, образования и бизнеса вокруг крупных государственных проектов в ключевых для экономики областях науки и техники. Целью таких проектов должно быть достижение практических результатов и решений с учетом тех вызовов, с которыми Россия столкнется в ближайшие десять-пятнадцать лет.

Такое объединение может быть создано в виде консорциума, то есть иметь организационную форму временного объединения независимых предприятий и организаций с целью координации их практической предпринимательской деятельности на базе научных и инженерных разработок.

Итогом формирования сквозной команды (консорциума) должно стать общее заявление его участников, что данный проект государственного значения научно обоснован и технологически реализуем. Президиум РАН должен представить экспертные заключения по предложенным проектам государственного значения.

Для каждого из таких проектов необходимо определить лидера-руководителя с предоставлением ему всех необходимых финансовых, организационных и других полномочий, предусмотрев высокий уровень персональной ответственности за реализацию этого проекта.

Надеюсь, что роль лидеров могут сыграть генеральные конструкторы. Тем более что на последнем заседании ВПК президент объявил, что он подписал указ, в котором утверждено новое положение о генеральных конструкторах по созданию вооружения, военной и специальной техники.

Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ) имеет огромный опыт в создании научно-производственных комплексов, он исторически всегда консолидировал вокруг себя большое количество различных научных организаций. Как финальный заказчик мы ставим задачи перед химическими и металлургическими институтами по разработке продуктов и компонентов, чтобы создать тот материал, который требуется конструктору. А конструктор ставит задачи перед нами. В частности, ВИАМ всегда имел тесные связи с Российской академией наук. Многие наши разработки не могли бы состояться, если бы мы не знали о результатах фундаментальных исследований многих институтов РАН и если бы в наших совместных работах не принимали активное участие сотрудники РАН, исследовательских университетов, государственных научных центров, а также представители конструкторских бюро, крупных корпораций.

Проекты государственного значения, составляющие основу национальной технологической инициативы, должны формироваться на основе научно-технологического прогноза и стратегического планирования. Таких проектов нужно немного, не более пяти-шести, но они должны носить базовый, межведомственный и системообразующий характер для всей промышленности. Их реализация обеспечит России переход на новый технологический уклад.

Такими проектами, по моему мнению, могли бы быть следующие:

— технологии организации и управления производствами нового технологического уклада;

— цифровые технологии для конструирования, моделирования и производства;

— робототехника, станкостроение;

— аддитивное производство замкнутого цикла;

— материалы нового поколения;

— глубокая переработки нефти и газа.

Доминантой национальной технологической инициативы могут быть аддитивные технологии, которые были подробно представлены в моем интервью на страницах журнала «Эксперт» (см. № 49 за 2014 год). Именно аддитивные технологии в определяющей степени создают условия перехода промышленности к производственным технологиям нового поколения, которые принципиально меняют весь технологический уклад и влекут за собой изменение всего производственного цикла. Для организации системных работ по созданию инфраструктуры аддитивного производства в первую очередь необходимо сформировать систему национальных стандартов аддитивного производства.

Механизмом реализации национальной технологической инициативы могла бы стать скоординированная программа научных исследований и разработок в интересах развития новых производственных технологий на перспективу 2016–2020 годов. В реализации этой программы крайне важно участие в форме внебюджетного финансирования крупных частных и государственных корпораций, малого и среднего бизнеса. Зоной их ответственности должна стать программа развития производственной инфраструктуры.

Организовать рынок интеллектуальной собственности

Интерес к поддержке инновационных разработок отечественных ученых все еще не стал внутренней потребностью бизнеса. Одна из основных причин в том, что в стране не создана национальная инновационная система, не организован рынок интеллектуальной собственности. А без рынка, который выработает понятные условия оборота интеллектуальной собственности, условия продвижения и передачи инновационных разработок от разработчика к потребителю, невозможно достичь высокого инновационного потенциала экономики.

Нужны соответствующие стимулы, которые будут подталкивать бизнес и крупные корпорации к более активному применению инновационных разработок. Инновационные программы крупных корпораций сейчас предусматривают, что 2% от прибыли они должны использовать на проведение НИОКР. Понятно, что такая чисто формальная постановка задачи столь же формально исполняется. Крупные корпорации не ищут отечественные разработки, которые смогли бы обеспечить качественное инновационное наполнение продукции, а вкладывают эти деньги в финансирование своих исследовательских центров, о результативности которых научная общественность ничего не знает, так как рынок интеллектуальной собственности не функционирует. Вроде бы по отчетности нужную сумму на НИР и ОКР отправили, а будет ли результат — это вопрос другой.

Было бы правильно инновационную активность бизнеса, крупных корпораций оценивать интегральным показателем активности компаний на рынке интеллектуальной собственности. Этот показатель указывал бы на количество приобретенных на рынке результатов интеллектуальной деятельности (РИД) в форме лицензионных договоров о передаче исключительных прав на изобретения, полезные модели, промышленные образцы, защищенные патентами, секреты производства (ноу-хау) и т. д., а также на объем выпущенной и реализованной продукции по лицензионным договорам.

К большому сожалению, по общему количеству патентов и лицензионных договоров Российская Федерация сильно отстает от развитых государств при достаточно высоком объеме финансирования исследований и разработок: в 2014 году объем бюджетных ассигнований составил примерно 800 млрд рублей.

По данным международной организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), общее количество выданных в 2013 году патентов составило: в США — 301 303, в КНР — 1 313 000, а в РФ всего 33 950. При следующем количестве исследователей: в США — 1 252 948 человек, в КНР — 1 484 039, в РФ — 440 000; таким образом, для получения одного патента в год требуется труда: в КНР — одного исследователя, в США — 4,2, а в РФ — 13.

Какова же востребованность полученных результатов бизнесом, корпорациями, ведомствами? Притом что российские заявители получили в России 23 065 патентов, а иностранные — 10 885, в этом же году было заключено всего 1789 лицензионных договоров по 3483 патентам на изобретения.

Представленные данные красноречиво свидетельствуют о результативности наших фундаментальных и прикладных исследований, о востребованности этих результатов бизнесом. Поэтому, когда говорят об оценке результатов работы научных организаций и отдельных ученых, то, конечно, цитируемость, публикационная активность и индекс Хирша должны играть важную, но не определяющую роль. При этом библиометрические показатели должны рассчитываться исключительно на основе отечественных реферативных баз данных. Подмена национальной реферативной базы зарубежными системами цитирования ведет к ориентации российских ученых на научно-исследовательские работы, интересные в первую очередь зарубежному научному сообществу, что влечет за собой потерю суверенитета российской науки в части выбора направлений исследований и отток перспективных молодых ученых за рубеж. Кроме того, индексируемые в Web of Science и Scopus зарубежные журналы публикуют в основном результаты фундаментальных и поисковых работ в ущерб прикладным исследованиям.

Но в сегодняшней ситуации нам необходимы конкретные практические результаты. Главным в оценке результативности работы должно быть то, что конкретно именно эта научная организация, этот ученый сделали для решения важных научно-инженерных задач и каким образом результаты их научной деятельности и приоритеты России, организации, ученого защищены охраноспособными документами, как покупаются права на РИД.

Важно понимать, какая технико-экономическая эффективность достигнута от полученных результатов в процессе исследований и разработок, сколько выдано патентов, заключено лицензионных договоров с корпорациями, с предприятиями мелкого и среднего бизнеса. При этом важно иметь достоверную информацию:

— по объемам отгруженной продукции (оказанных услуг) с использованием разработанных научных и инженерных решений;

— по доходам от заключенных лицензионных договоров на право использовать РИД.

Думаю, что позитивную роль в повышении результативности научных исследований сыграет решение, принятое в конце 2013 года президентом, о закреплении исключительных прав на результаты интеллектуальной собственности за разработчиком вне зависимости от источника финансирования. Исключение составляют разработки в интересах оборонной безопасности и содержащие сведения, составляющие государственную тайну.

Многолетний опыт работы ВИАМа показывает, что лучше самого разработчика мало кто сможет коммерциализовать свой патент в сжатые сроки с требуемым технико-экономическим эффектом. Как показывает анализ данных Роспатента и Минобрнауки РФ, в России очень мало организаций, которые, как ВИАМ, имели бы на балансе свыше 900 патентов на изобретения, более 1300 секретов производства (ноу-хау). При этом ВИАМ заключил свыше 800 лицензионных договоров более чем со 130 предприятиями «Ростеха», «Росатома», ОАК, ОДК и других. Это неплохой источник доходов для института, который мы используем для своего развития. Например, за последние четыре года (2011–2014) объем средств, полученных ВИАМом от продажи лицензий, составил более 400 млн рублей.

В то же время мы отдаем себе отчет, что, к сожалению, сегодня далеко не все предприятия имеют необходимую инфраструктуру для освоения и применения наших материалов нового поколения и производственных технологий. Потому что ее создание — достаточно затратный процесс, но без этого промышленность не обретет потенциала для инновационного развития экономики.

Понимая это, мы создали у себя необходимую инфраструктуру, организовали в институте 21 современное малотоннажное производство и выпускаем 210 наименований наукоемкой продукции (материалы, полуфабрикаты, оборудование и т. д.). Свыше 170 ноу-хау реализуется на базе этих производств.

Это наш вклад в создание инновационной среды. В этом наше понимание того, как консолидировать научные организации (РАН, ГНЦ, исследовательские университеты): основой для консолидации должны стать совместная работа и достижение общей цели в виде конкретного результата в реализации крупного научного проекта при участии индустриального партнера (корпорация, представители бизнеса). 

Неразрывная цепочка

Надо не просто заниматься исследованиями. Не просто писать отчеты, а выдавать научный продукт, готовый к применению в реальном секторе экономики.

Проще объяснять на примере ВИАМа. Когда мы заканчиваем научно-исследовательскую работу, мы предоставляем заказчику не просто отчет с полученными результатами, но весь комплект нормативной документации, который характеризует максимальный уровень готовности к освоению разработки в производстве как у себя в институте, так и на любом другом предприятии при наличии соответствующей инфраструктуры.

Это достигается за счет того, что разработка осуществляется в неразрывной единой цепочке: материал, технология, конструкция, для которой он предназначен, и оборудование. Этот принцип позволяет максимально реализовать преимущества материала и дать рекомендации конструктору в части уточнения технологичности создаваемой конструкции и с учетом переработки материала. Соответственно, любой предприниматель, который заинтересован применить наш материал, может прийти и посмотреть все вживую, в процессе малотоннажного производства. Заключив лицензионный договор на право использовать эту разработку, он получает полный комплект документации и возможность организовать процесс обучения своих специалистов в ВИАМе. Тем самым ускоряется процесс передачи разработки, и это дает ощутимый результат. А ВИАМ здесь выступает как центр трансфера технологий.

Важно еще отметить, что наш институт — и это, наверное, для многих будет откровением — занимается и тем, что сам разрабатывает и выпускает технологическое оборудование. Например, понимая, что не всё сейчас нам могут продать, мы создали в ВИАМе серийное производство высокоградиентных автоматизированных вакуумных плавильно-литейных установок для литья лопаток с направленной и монокристаллической структурой с многоуровневой аппаратно-программной системой мониторинга и управления технологическим процессом. По заключениям специалистов ведущих фирм США и Германии, высокоградиентная технология литья лопаток в 30 раз эффективнее лучших зарубежных процессов. Применение этих установок на моторостроительных заводах России повысило выход годных изделий с 60 до 95% (при стоимости одной лопатки до 3000 долларов). На это оборудование ВИАМ имеет патент.

И нам было очень приятно, что Объединенная двигательная корпорация после анализа возможных вариантов производства и поставки оборудования для литья лопаток выбрала для переоснащения моторостроительных заводов наше оборудование.

Хотя в силу того, что машиностроительный комплекс в Германии пока более современный и более мощный, чем отечественный, немалое количество оборудования мы заказывали там. При этом следует учесть, что у немцев всегда были ограничения на продажу оборудования вместе с собственной технологией, поэтому мы заказывали по своему техническому заданию и под наши технологии, и это позволяло обходить ограничения.

Скрестить науку и образование

Общественность широко обсуждает проблемы академической и вузовской науки, а о прикладной науке, бывшей отраслевой, никто не говорит, ее проблемы не обсуждаются. На мой взгляд, успешный прикладной НИИ должен заниматься не только разработкой, но и реализацией полного цикла работ — от научных исследований до разработки оборудования и организации малосерийного, а в нашем случае малотоннажного, производства.

Любые исследования должны заканчиваться опытно-технологическими или опытно-конструкторскими разработками и созданием соответствующей технологии или какого-то объекта. А для этого у научных учреждений должна иметься очень развитая исследовательская и, что очень важно, производственная инфраструктура. Это всегда было присуще нашей системе организации науки.

У нас сейчас предпринимаются попытки перенаправить все исследования в вузы. Это неправильно. Необходимо сохранить все существующие сегодня формы организации научных исследований, в том числе сотрудничество институтов РАН, ГНЦ, исследовательских университетов с индустриальными партнерами. Например, в ВИАМе удается добиться очень высокой степени концентрации и объединения научных кадров, дополняющих друг друга. А в вузах много молодежи, которую, как руду, надо переработать и найти бриллианты, которые в перспективе станут выдающимися конструкторами, будущими Королевыми, Курчатовыми, Байковыми.

Конечно, главная задача вузов — готовить специалистов. Но готовить через научно-практические работы. Проблема сегодняшних вузов — очень низкий уровень практических занятий. Иное дело, когда наука и студенты старших курсов, аспиранты начинают работать в связке по тематике нашего научного центра, да еще получают за это зарплату. У них серьезно увеличивается объем практических занятий и появляется мотивация к такой практике. Создав у себя корпоративный университет, мы готовим магистров, поменяли соотношение практических и теоретических занятий. Если в университете у студентов больше объем теоретических занятий, то у нас 70% практических и 30% теоретических.

Студент уже в вузе должен работать на современном оборудовании, потому что он не может стать специалистом, практикуясь на том, что было в прошлом веке. Создавать в вузе такую же инфраструктуру, как, например, в ВИАМе, просто накладно. Да и очень дорогое оборудование без заказов будет простаивать.

А у нас есть такая возможность. Как я сказал, мы создали малотоннажное производство. И у нас есть возможность, во-первых, проводить на этом же оборудовании необходимые исследования, а во-вторых, проводить на нем же практическое обучение студентов и аспирантов. Они могут готовить на этом новейшем оборудовании диплом и набирать еще в магистратуре материал для кандидатской диссертации.

Объединение усилий прикладной науки и университетов важно еще и потому, что одна из проблем, с которой сталкиваются научные организации, — нехватка людей, способных организовывать большие коллективы научных сотрудников и совместную работу многих предприятий. Научить таких людей можно только в крупных НИИ.

О национальном центре материаловедения

Недавно министр промышленности и торговли Денис Мантуров объявил о создании на базе ВИАМа национального центра материаловедения. Это связано с тем, что, как известно, во всех развитых странах проекты новых сложных систем не поддерживаются государством, если в проекте планируется применить менее 30% новых материалов. Такую цель надо ставить и у нас, понимая значение материалов нового поколения и новых производственных технологий в качественном повышении инновационного потенциала экономики.

Уверен, что решение о создании центра материаловедения поможет комплексно решить эту задачу, обеспечит межотраслевую интеграцию при разработке и внедрении материалов нового поколения и производственных технологий в образцы новых, перспективных, конкурентоспособных изделий.

Мы же стараемся следовать этому принципу, не дожидаясь создания центра. Яркий пример — наши наработки новых материалов для двигателя ПД-14 самолета МС-21, который разрабатывается генеральным конструктором Александром Иноземцевым в ОАО «Авиадвигатель» (Пермь, Объединенная двигательная корпорация).

Это новый газотурбинный двигатель, который по эффективности ничем не уступает, а даже, может быть, превосходит зарубежные двигатели. По сравнению с современными серийными авиационными двигателями, российским ПС-90А и франко-российским SaM146 для SSJ-100, при разработке ПД-14 сделан качественный рывок в основных параметрах, в том числе по степени двухконтурности, температуре газа перед турбиной, суммарной степени сжатия в компрессоре. Все это обеспечивает снижение удельного расхода топлива на 12−16% и соответствие перспективным экологическим требованиям по шуму и эмиссии вредных веществ.

По заявлению Александра Иноземцева, успешное создание двигателя во многом обязано тому, что он применил разработанные в ВИАМе новые отечественные материалы и технологии, которые ни США, ни страны Европы никогда бы ему не продали.

Этот самый современный двигатель появился при поддержке президента Владимира Путина. В 2008 году, когда он был в ВИАМе, я докладывал ему и Виктору Христенко ситуацию в двигателестроении, подчеркнув, что Российская Федерация пока входит в число пяти стран, которые разрабатывают и способны изготавливать полноразмерные газотурбинные двигатели. Новый двигатель в России пока не создан, хотя ВИАМ разработал перспективные материалы и технологии, необходимые для его разработки. Президент спросил: «В чем проблема? Давайте». И тогда появился проект ПД-14 с соответствующим финансированием.

За три года был создан новый газогенератор, а через четыре года — газотурбинный двигатель, который уже проходит испытания и готовится к постановке на летную лабораторию. Тем самым ПД-14 решил проблему импортозамещения в части обеспечения МС-21 отечественными двигателями. В частности, мотогондола этого двигателя впервые делается из отечественных полимерных композиционных материалов. Для изготовления деталей и агрегатов мотогондолы в нашем институте разработаны и производятся препреги угле- и стеклопластиков, которые по характеристикам не уступают лучшим мировым аналогам. В этом двигателе используется более 20 современных материалов нового поколения, разработанных в ВИАМе.

Впервые в России 7 февраля 2015 года в ВИАМе методом аддитивных 3D-технологий из отечественной металлопорошковой композиции сплава изготовлена «боевая» деталь того же двигателя ПД-14 — завихритель фронтового устройства камеры сгорания. При этом технологический цикл составил всего шесть дней при стопроцентном выходе годного, тогда как традиционный технологический цикл — литье по выплавляемым моделям — составляет 60 дней при выходе годного 40%. Производительность труда увеличена в десять раз.

ВИАМ выполняет комплексные проекты разработки и внедрения нового поколения материалов и технологии их переработки не только для авиации, но и для других отраслей промышленности и транспорта.

ВИАМ совместно с Нижегородским государственным техническим университетом им. Р. Е. Алексеева участвует в проекте создания универсального спасательного средства для нефтяных платформ на прибрежном шельфе, который финансируется Российским научным фондом. Это спасательное средство необходимо на случай чрезвычайных происшествий для быстрой эвакуации максимального количества людей, работающих на нефтяных платформах. К данному спассредству предъявляются очень жесткие требования: в течение примерно восьми минут оно должно функционировать при температурах до 1200 ⁰С, передвигаться по льду, воде и суше, а также находиться в автономном плавании не менее трех суток.

Санкции не беда

Читателю естественно задаться вопросом, как на наш институт влияют санкции, предпринятые Западом. На этот вопрос просто не ответить. Время сложное, но очень интересное: оно позволяет людям проявить себя в непростых условиях. Двадцать лет нам говорили, что мы вместе с западными партнерами будем сотрудничать, заниматься совместными проектами, оказывать друг другу технологическую и инженерную поддержку. Но на поверку все оказалось совсем не так. Стало ясно, что заставить считаться с нашей позицией можно только благодаря укреплению лидерских позиций России в различных отраслях экономики. Ведь в мире всегда было так, что признают лишь позицию сильных и умных. Поэтому первостепенная задача отечественной науки — создать научно-технический потенциал, который позволит государству сформулировать независимую политику и осуществить промышленный рывок. Ситуация, которая сложилась сейчас в сотрудничестве, в первую очередь с европейскими странами, ставит промышленность и предприятия, в том числе ВИАМ, в сложное и ответственное положение: предприятия могут рассчитывать только на себя и на поддержку государства в рамках программы импортозамещения. Надеяться, что тебе продадут по подписанным контрактам технологическое и исследовательское оборудование, а также технологии, — бесперспективно. Это ставит перед предприятиями конкретные задачи ликвидации пробелов в технологических циклах, предусматривавших использование импортного оборудования и технологий. Теперь в сжатые сроки следует заменить их на отечественные. Это не наш выбор. Но мы способны эти проблемы решить.

Тем более что нельзя сказать, что мы в полной изоляции. ВИАМ и многие другие промышленные и научные предприятия видят хорошую перспективу сотрудничества с КНР и Индией, которые смогли эффективно и быстро создать высокий научный потенциал и мощную промышленность. Китай имеет крупные современные научно-технические разработки, в первую очередь аддитивные технологии, полимерные композиционные материалы, производство изделий из редкоземельных металлов и др.

Но мы понимаем, что сотрудничество интересно сторонам тогда, когда есть взаимная выгода: например, ВИАМ имеет более высокий уровень разработок и более широкий круг компетенций, чем наши китайские партнеры, особенно в области материалов и технологий для газотурбинного моторостроения. Я думаю, что в конечном итоге европейские коллеги, увидев, что центр тяжести сотрудничества перемещается на Восток, поймут, что терять такой емкий рынок, как Россия, им невыгодно.

Однако во всех случаях, опираясь на советский опыт, мы должны собственными силами решать все научные и технологические задачи, необходимые для обеспечения выпуска современной техники с использованием отечественных материалов и технологий, не питая иллюзий по поводу снятия санкций и возможности быстрого восстановления инженерно-технологического содружества с западными партнерами.

Все это создаст необходимые условия для того, чтобы Россия обладала не только весомым экономическим, научным и промышленным потенциалом, но и мощным оборонным щитом, который был бы способен оперативно реагировать на все возникающие вызовы и угрозы.

Научно-популярное ток-шоу «Разберём на атомы» вновь собрало в кабаре-кафе «Бродячая собака» экспертов из самых разных областей науки. Напоминаем, что Информационный центр по атомной энергии и научное кафе «Эврика!» открыли сезон передачей, посвящённой науке и мистике. Новая встреча прошла 15 апреля и на этот раз её темой стала «Весна и любовь». Приглашённые лингвист, физик и биолог попытались ответить на следующие вопросы: «Какова роль привязанности в эволюции человека?», «Как представлена «любовь» в русской языковой картине мира?» и «Любят ли друг друга фермионы?».

Ниже следует краткое изложение позиций специалистов по заявленным вопросам.

Татьяна Трипольская, доктор филологических наук, профессор кафедры современного русского языка НГПУ

Когда мы говорим на каком-либо языке, мы не замечаем, как в нём отражаются определённые сценарии, образы и представления. Эмоции и чувства – очень трудны для описания. Стоит нам открыть словарь, как увидим, что зачастую одно слово толкуется через другое. Однако язык «придумал» блестящую форму для отражения таких сложных объектов – метафору. Метафора сближает нечто абстрактное и сложное с конкретным и простым. 

Например, такую сложную эмоцию как страх язык формулирует через физическое состояние холода: «трястись от страха», «кровь стынет в жилах», «похолодеть от страха» и т.д.

Есть четыре главных образа, с помощью которых мы описываем любую эмоцию на любом языке: огонь, вода, ураган, свет и цвет. Можно как «сгорать от стыда», так и «пылать ненавистью». С другой стороны, мы видим такие выражения как «водопад эмоций, «волна нежности» и «море счастья».

На языковом уровне мы видим некоторую «борьбу» водной и огненной стихии. Немало чувств описывается и через бурю и ураган: «разразится гневом», «ветер надежды» и т.д. И наконец, у каждой эмоции есть свой цвет: «глаза сияют», «чёрное горе», «тоска зелёная».  

Однако любовь настолько сложное чувство, что через механизм метафоры полностью её описать не удаётся. Любовь описывается через целый ряд метафор, и сегодня я расскажу об одной из них: «любовь как путешествие». Именно такой сценарий заложен в нашем коллективном сознании – «бродить по дорогам любви», «идти по жизни вдвоём». В этом сценарии есть участники (влюблённые путники), движение из пункта А в пункт Б («наши отношения зашли слишком далеко», «мы ходим по кругу») с определённой скоростью («она движется слишком быстро для меня») и препятствия («обходить подводные камни»). Таковы метафоры, которыми мы живём. Однако помимо этой наивной картины мира есть и художественная, отражённая в любовной лирике и прозе. 

А вот связь любви с весной в языке не очевидна. Весна предполагает скорее пробуждение и возрождение. В ассоциативном словаре русского языка зафиксировано не так много близких к этому чувству ассоциаций. Тем не менее, в Национальном корпусе русского языка есть ряд контекстов, где эта связь прослеживается: «Весна всегда пахнет надеждой на любовь».

Антон Николенко, старший научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН

Попробуем посмотреть на любовь с точки зрения физики, а точнее на физику – с точки зрения любви. Прежде всего, начнём с гравитации – силы, которая притягивает все мыслимые предметы другу к другу. Гравитация структурирует нашу вселенную, как любовь, по большому счёту, структурирует наше общество. До открытий Ньютона, гравитацию рассматривали именно как любовь материи к самой себе. Скажем, столкновение Млечного Пути и Туманности Андромеды можно рассматривать с точки зрения танца, эстетики и даже в эротическом ключе.

Теперь обратимся к микромиру – к взаимодействиям элементарных частиц. Фермионы с одинаково направленным спином не могут находиться в одной квантовой системе. Совсем как два мартовских кота на одной ветке. Если спины разнонаправленны, то какое-то время они всё-таки могут сосуществовать. Термин для такого союза весьма символичен – «спаривание электронов на атомных орбиталях».

При некоторых условиях такие частицы могут также объединиться в одну и превратиться в бозон. А это уже, можно сказать, ячейка общества, которая может существовать достаточно долго. Поэтому на вопрос «Любят ли друг друга» фермионы, можно ответить самой распространённой фразой из социальной сети «Вконтакте»: «всё сложно».

В конечном итоге любое явление можно описать набором достаточно простых законов. Но в совокупности все эти законы очень хорошо подпадают под человеческое понимание красоты, любви и взаимосвязи. Почему так происходит? Возможно, потому что человек формировался по законам окружающей его вселенной. Поэтому само представление о «хорошем» и «плохом» возникло под её влиянием. Красота, целесообразность, любовь и другие сильнейшие переживания связаны с окружающим миром, а ум – такой, как он есть. Есть и другое мнение. Моя знакомая девушка на этот счёт заметила следующее: «Человек – это часть вселенной, через которую природа пытается познать себя. Тогда абсолютно естественно, что на всё на свете мы смотрим через линзы любви. Может быть, любовь – это розовые очки, но ни дай бог, чтобы мы их когда-нибудь потеряли».    

Софья Пантелеева, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН  

Вот мы говорим «весна и любовь», а ведь будь мы рогатыми оленями, мы бы сказали «осень и любовь». Итак, говоря о любви, начнём с Дарвина – в биологии многое началось именно с него. С точки зрения эволюционной биологии, целью каждого живого существа является увеличение своей приспособленности, увеличение копий собственного генотипа в последующем поколении. Как этого достичь? Через половой отбор!

В рамках внутриполового отбора всегда выигрывают самые сильные, смелые и дерзкие, способные устрашить своих соперников. У тех же рогатых оленей это происходит так. Есть территория, где живут самки – гарем. Каждый молодой олень хочет иметь свой гарем. Для этого он должен вызвать его хозяина на поединок. Когда соперники сходятся, они оценивают боевой потенциал друг друга. Часть оленьих «дуэлей» заканчивается уже здесь. Если у соперника хорошая шерсть и большие рога, то связываться с ним лучше не стоит. Однако иногда дело доходит до драки, победитель которой получает самок в своё распоряжение.

В иных случаях, касающихся эпигамного отбора, выбирают уже самки. Знаете выражение «шрамы украшают мужчину»?  Шрам – знак того, что самец принял участие в драке и выжил.

Представьте себе павлина. Дарвин недоумевал, как эта птица может жить с таким хвостом. Однако именно хвост служит показателем силы и ловкости павлина. По целостности его хвоста можно определить, насколько самец быстр и ловок, насколько успешно он избегал встреч с хищниками.

Закончить мне хотелось бы цитатой из Альберта Эйнштейна. «Наше положение на Земле поистине удивительно. Каждый появляется на ней на короткий миг, без понятной цели, хотя некоторым удаётся цель придумать. Но с точки зрения обыденной жизни очевидно одно: мы живём для других людей — и более всего для тех, от чьих улыбок и благополучия зависит наше собственное счастье».

Следующее ток-шоу «Разберём на атомы» состоится в кабаре-кафе «Бродячая собака» 20 мая, в 19:30.

Филипп Вуячич

НИИ физкультуры за госсчет доказало необычные свойства чудо-браслета, который повышает выносливость и изменяет свечение человека. В природе олимпийских чудес попыталась разобраться «Газета.Ru»

В распоряжении отдела науки «Газеты.Ru» оказался отчет о необычном исследовании, проведенном Санкт-Петербургским научно-исследовательским институтом физической культуры. Это государственное учреждение, работающее в системе Министерства спорта, взялось за изучение браслета с голограммой, который, как утверждают его создатели, преобразует вредное электромагнитное воздействие в положительные для человеческого организма электромагнитные волны и позволяет организму полноценно функционировать.

«Сила, гибкость, реакция и ловкость — это физические показатели, которые улучшаются прямо пропорционально восстановлению природного электромагнитного поля человека», — говорится на сайте производителя чудо-браслета.

ФГУП взялся определить его влияние на выносливость, регуляцию сердечного ритма, аэробные способности и способности к восстановлению спортсменов, которые носили браслеты в течение месяца. Для контроля этих параметров, как говорится в отчете, использовались такие приборы объективного контроля, как компьютерный анализатор, прибор компьютерной ГРВ биоэлектрографии, прибор для оценки скоростно-силовой подготовленности мышц — электронейромиограф «Нейро-МВЧ-4».

«Газета.Ru» решила выяснить у замдиректора НИИ профессора Олега Чурганова, на ком проводились исследования и насколько научными были методы. «Мы определяли МПК (максимальное поглощение кислорода), аэробно-анаэробный порог, вариабельность сердечного ритма, миограмму мышц верхних конечностей теми приборами, которыми сегодня оцениваем функциональное состояние спортсменов», — рассказал врач. В испытаниях участвовали 45 петербургских спортсменов от 16 до 20 лет, которые проводили плановые тренировки, а врачи следили за их состоянием. Выводы гласили:

«При 30-дневном ношении устройства с ГТЭ отмечался рост адаптационных возможностей и работоспособности организма», «отметился достоверный рост аэробных возможностей, скорости восстановления исходного уровня значений гемодинамических показателей, рост энергетического резерва организма», «у спортсменов экспериментальной группы после применения устройства, по данным электромиографии, с большой достоверностью регистрировалась повышенная амплитуда СПДЕ (величина электрической активности, возникающая при слабом мышечном напряжении)».

Сам институт занимается подготовкой спортсменов олимпийского резерва, разработкой физкультурно-спортивных технологий, научно-методическим обеспечением сборных команд страны по различным видам спорта.
Как оказалось, кроме общепризнанных научных методов изучения НИИ осваивает и нетрадиционные, лежащие в области паранормальных явлений.

Среди многочисленных таблиц и диаграмм в отчете бросаются в глаза яркие картинки с силуэтом человека с голубым ореолом — до и после действия браслета. Оказалось, что эти изображения иллюстрируют изменения «энергетического поля» спортсмена, полученные «методом газоразрядной визуализации». Поверхностный поиск в интернете не дал научного объяснения этого метода,

часто он встречается рядом со словами «аура», «самопознание», «энергетика человека».

Оказывается, этот метод, основанный на известном в физике эффекте Кирлиана, изобрел другой замдиректора того же института, Константин Коротков. «Коротков определяет своим прибором биополе, энергетический потенциал, в интернете и везде есть его статьи. В рамках этих исследований нас интересует воздействие различных браслетов, каких-то вкладышей в карманах, еще чего-то…» — рассказал Чурганов, добавив, что сам он называет изобретение коллеги парамедицинским прибором.

На вопрос, почему НИИ занимается паранормальными вещами, Чурганов ответил, что в институте есть «множество методик, физиологических, биомеханических, биогенетических, и еще работает Коротков, который изобрел этот прибор».

Оказалось, что исследование свойств браслета проводилось институтом в рамках поиска «недопинговых средств повышения работоспособности».

«Весь мир ищет какие-то химические методы, анаболики какие-то, но есть и недопинговые методы, и мы делаем первые шаги», — рассказал Чурганов, затруднившись предположить, как именно браслеты влияют на работоспособность спортсменов. Зато это знают производители:

«Особые фрактальные свойства голограмм ERIDIUM дают им возможность восстанавливать определенный уровень когерентности в том же световом спектре, что и наша клеточная коммуникация», — говорится на сайте.

Продавцы чудо-браслетов утверждают, что их целебные свойства доказаны ни много ни мало в Лаборатории оптики и спектроскопии физического факультета МГУ, которая «подтвердила уникальные свойства голограммы ERIDIUM и выявила положительный эффект воздействия дифрагированных волн на функции клетки человека». Упоминание об МГУ теперь есть на сайте фирмы. Об этом с удивлением узнал сотрудник кафедры Павел Короленко, который действительно проводил исследование голограмм этих браслетов в 2013 году.

«Мы не ставили целью исследовать биологическое воздействие этих браслетов, и есть ли оно, а исследовали структуру голографических элементов. Этих фирм полно, которые что-то впаривают, но мы исследовали чисто физические параметры. Каких-то особенностей в структуре этих голограмм по сравнению с множеством тех, что используются где угодно в качестве защитных голографических марок, там нет», — сказал профессор.

По его словам, исследованием голограммы ученые, студенты и аспиранты, многие из которых к браслетам отнеслись со скепсисом, занялись ради интереса, а продавцами браслетов была обещана некая спонсорская поддержка. «Выводов о здоровье мы не делали, это те люди, которым палец в рот не клади», — добавил ученый.

Недавно в Президиуме СО РАН прошла пресс-конференция с сибирскими учеными, получившими премию Правительства РФ в области науки и техники: В. Г. Мелединым (доктор технических наук, главный научным сотрудником ИТ СО РАН), Д. М. Марковичем (замдиректора ИТ, член-корреспондент РАН) и О.И. Потатуркиным (замдиректора по научной работе Института автоматики и электрометрии СО РАН, доктор технических наук).

Название работы – «Разработка научных основ, создание и внедрение оптико-информационных методов, систем и технологий бесконтактной диагностики динамических процессов для повышения эффективности и безопасности в энергетике, промышленности и на транспорте» – при всей своей тяжеловесности отражает все аспекты осуществленного проекта.  «Данная тема, безусловно, крайне широка, но в нашей работе были представлены совершенно конкретные результаты, полученные за последние 15 лет. Это совершенно новые разработки, которые, по признанию наших коллег из научного цеха, находятся на хорошем международном уровне. В определенном смысле мы постарались внести свою лепту  в повышение конкурентоспособности России в мире», – отметил Д. М. Маркович.

Одна из частей работы –  это развитие бесконтактных оптических методов (причем в первую очередь на основе лазерных технологий) для диагностики характеристик потоков.

Потоки, как отметил Д. М. Маркович, являются основой многих энергетических технологий: «Любая технология производства электрической энергии, так или иначе, связана с потоками. Например, тепловая  энергетика. Задача ученых –  а затем инженеров и конструкторов –  обеспечить эффективную, экономичную, надежную работу соответствующих агрегатов. То же касается гидроэнергетики и ядерной энергетики».  

Напомним, что согласно подсчетам, экономический эффект от внедрения разработки сибирских ученых по самой скромной оценке составил 10 миллиардов рублей.

В своем сообщении О. И. Потатуркин отметил, что у всего научного коллектива было две основные задачи: обеспечить пожарную безопасность на водных электростанциях, а также экологическую безопасность и оптимизацию процессов сжигания топлива. «В чем тут проблема: у вас есть агрегат, в котором бушует многофакельное пламя. А вам в этом хаосе нужно определить наличие/отсутствие каждого факела, потому что если какой-то из них погаснет, произойдет закачка газа и  взрыв. Кроме того, поскольку все факелы горят в разных режимах, необходимо постоянно определять параметры горения, высчитывать данные и давать сигналы на управление», – подчеркнул ученый.

Ученые отметили, что останавливаться на достигнутом результате они не собираются, а планируют, наоборот, продолжать исследования в данных направлениях. Одной из будущих областей станет биомедицина, как заявил В. Г. Меледин: «Движение крови, лимфы и теплоносителя на самом деле, подчиняется аналогичным фундаментальным законам. Диагностические средства в обеих областях, как правило, оказываются похожими».

Маргарита Артёменко