По заказу промышленности

Российский научный фонд подвел итоги конкурса на получение грантов по мероприятиям «Проведение ориентированных научных исследований в рамках стратегических инициатив Президента РФ в научно-технологической сфере» и «Проведение прикладных научных исследований в рамках стратегических инициатив Президента РФ в научно-технологической сфере» по направлению «Микроэлектроника».

Среди десяти победителей — проект Института физики полупроводников им. А.В Ржанова СО РАН «Разработка технологического процесса формирования эпитаксиальных слоев германия для pin диодов (фотодетекторов) на длину волны 1,31 мкм, сопряженных с кремниевой волноводной структурой».

 «Мы будем разрабатывать технологию создания германиевых слоев для фотоприемников, использующихся в фотонных интегральных схемах (ФИС), заказчик технологического предложения по этому проекту — АО “Зеленоградский нанотехнологический центр” (АО “ЗНТЦ”). Ключевые компоненты фотонной интегральной схемы: лазер, фотоприемник, электронные компоненты для обработки оптического сигнала.  Лазер будут делать коллеги из Физико-технического института им А.Ф. Иоффе (Санкт-Петербург), а мы отвечаем за полупроводниковый материал для фотоприемника. Разработкой всей фотонной интегральной схемы займется АО “ЗНТЦ”», — рассказал руководитель проекта заведующий лабораторией ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Александр Иванович Никифоров.

На чипе ФИС объединены оптические и электронные компоненты, поэтому использование ФИС позволяет увеличить скорость обработки и передачи данных в несколько десятков или даже сотен раз. Сейчас ФИС широко применяются в телекоммуникациях, в трансиверах ― приборах, необходимых для одновременной обработки и передачи светового сигнала, пришедшего по оптическому волокну. Трансиверы по новым технологиям планирует производить АО «ЗНТЦ».

«В ходе выполнения гранта, мы сделаем опытные образцы фоточувствительного материала, отработаем технологию роста и передадим ее АО “ЗНТЦ”», — пояснил Александр Никифоров.

Реализация проекта запланирована в течение двух лет, финансирование составит 30 млн рублей ежегодно.

Пресс-служба Института физики полупроводников

"Университету нельзя потерять себя"

О том, когда будет сдан новый кампус, что даст новая ресурсная база вузу, как будет развиваться НГУ и нужен ли Академгородку особый статус — в интервью ректора НГУ, академика РАН, депутата Заксобрания Михаила Федорука.

– Михаил Петрович, самая живая для НГУ тема — строительство кампуса. Какая степень готовности у проекта сейчас?

– Одновременно возводятся объекты первой и второй очереди. Сейчас ведем его с опережением графика по второй очереди на 1,5-2 месяца. По первой очереди степень готовности очень высокая.

Справка

Кампус мирового уровня возводится в Новосибирске в рамках нацпроекта «Наука и университеты». До 2030 года в России будет создана сеть из 25 современных кампусов, сейчас их строят в 17 регионах.

Объекты первой очереди строительства общей площадью 37,9 тыс. кв. м: учебный и досуговый корпус СУНЦ НГУ и комплекс общежитий для студентов университета на 690 мест.

Объекты второй очереди общей площадью 40 тыс. кв.м: учебно-научный центр Института медицины и психологии; научно-исследовательский центр; корпус для проектной работы студентов с библиотечным пространством нового типа.

– Менялась ли стоимость первого этапа?

– В ценах 2021 года это было 5 млрд руб., сейчас цифры, конечно, выросли с учетом изменений, связанных с влиянием санкций. Скажем, менялось соотношение отечественных и импортных материалов, что повлияло на стоимость проекта.

– Когда будет новоселье?

– В первом квартале следующего года первая очередь будет полностью достроена. Новоселье будет, когда начнется новый 2024 учебный год, физматшкола начнет его в новых зданиях, студенты НГУ переедут в новые общежития.

– А что будет на освободившихся площадях?

– Здания первой очереди строятся на внутренней территории кампуса университета, в том числе на месте демонтированного общежития № 3 и зоны парковки. На месте старого учебного корпуса физматшколы будет строиться новое общежитие на 550 мест, также за счет средств благотворителя.

К концу первого квартала объекты первой очереди будут сданы, укомплектованы всем необходимым оборудованием, бытовой техникой и мебелью. Учебные площади, которые будут доступны для наших физматшкольников, вырастут втрое. Количество учащихся также увеличится, но не кратно, сейчас их 550, в течение следующих лет планируем увеличить максимум до 650 человек.

Второй этап строительства ведется за счет средств федеральной адресной инвестиционной программы. Это корпус поточных аудиторий совместно с научной библиотекой, проектным центром для студентов, новым корпусом Института медицины и психологии. И третий корпус — это научно-исследовательский центр, или научный парк, как мы его называем.

– На какой стадии объекты второго этапа?

– По корпусу поточных аудиторий монолитные работы завершены, то есть здание возведено. По двум другим корпусам выполнены фундаментные работы по цокольным этажам. Согласно нашим планам, корпус поточных аудиторий будет также достроен в 2024 году, а два других — не позднее третьего квартала 2025 года.

Сейчас в НГУ не хватает поточных аудиторий. Вот в этом корпусе, несмотря на его масштаб, всего две больших поточных аудитории. В новом корпусе будет еще четыре. В корпусе для проектной работы на подземном этаже будет книгохранилище на 1 млн единиц. Библиотека будет, конечно, в современном исполнении.

– Какие новые возможности кроме комфорта для студентов и преподавателей даст новая инфраструктура НГУ?

– Прежде всего, это расширение наших учебных возможностей. Нам нужны поточные аудитории, новая библиотека, возможности для проектной работы студентов, коворкинги. Мы открыли направление, связанное с медицинским образованием. Сейчас планируется расширение Института медицины и психологии, так как появятся дополнительные возможности не только для практик по профилю института, но и по многим направлениям естественных наук, анатомии, биологии, химии. Плюс это расширение спектра исследований, мы сможем развивать направления, которые недостаточно представлены в Сибирском отделении РАН, перспективны, находятся на первой линии мировой науки. Среди таких направлений — развитие исследований в области искусственного интеллекта, прикладной математики и инжиниринга.

На базе НГУ создана Передовая инженерная школа, мы активно сотрудничаем с компаниями нефтегазового сектора. Это направление прикладного инжиниринга будет развиваться и в нашем научном парке. Следующее важное направление — космическое приборостроение, там много программ, важных с точки зрения государства, здесь мы ведем тесную работу с Роскосмосом. Сейчас на орбите летают два наших спутника формата Cubesat. К этому направлению тесно примыкает развитие беспилотных летательных аппаратов.

Для НГУ важно развитие биотехнологий, и тут есть перспективы работы не только с институтами СО РАН, но и крупными индустриальными партнерами, компаниями реального сектора экономики, такими как «Генериум», например. Мы планируем открыть совместно с ним центр биофармацевтики, также работаем и с предприятиями из Кольцово.

Следующее направление, которое тоже очень важно для нас, — нелинейная фотоника, оптическая сенсорика. В НГУ есть сильные научные группы, которые работают по данному направлению.

Конечно, важно развитие радиационных технологий, синхротрон-нейтронных исследований, дополнительные возможности по данному направлению откроются с введением в эксплуатацию СКИФа.

– Синхротрон будет базой для исследований?

– Несомненно. Есть важный момент. Основным поставщиком кадров, особенно научных, для СКИФа будет НГУ, понадобятся специалисты широкого профиля, а также люди, которые эксплуатируют научные станции. Уже запущен ряд программ на Физическом факультете, на Факультете естественных наук есть специализированные магистерские программы и спецкурсы. Мы планируем в 25-м году начать создание учебно-научной станции. На базе нового кампуса также будем развивать технологическое студенческое предпринимательство. Например, в Академпарке более 60% компаний-резидентов основаны нашими выпускниками.

Еще одна цель — это развитие физматшколы, 60-летие которой мы недавно отмечали. Ранний вход в науку очень важен, для чего и была создана физматшкола. Сейчас выпускники ФМШ дают университету примерно одну десятую долю первокурсников.

– Надо ли увеличить эту долю?

– Задача наращивать число выпускников ФМШ среди первокурсников стоит, однако ее не так просто решить. У нас в СУНЦ НГУ есть и заочное образование, которое позволяет охватить большое число ребят, однако проблемы с набором в НГУ все равно остаются. Проблема в том, что в целом число ребят, которые сдают профильную математику, физику, химию, биологию, с течением времени уменьшается.

– Как вы в целом видите развитие НГУ в перспективе 10-15 лет? Я про стратегические задачи — это рост числа студентов, рост числа направлений, изменение качества образования, выращивание новых ученых?

– Конечно, самое важное — сохранить уровень образования в университете.

Если мы отступим от своего главного принципа, перестанем быть исследовательским университетом, то есть университетом, который готовит кадры для работы в фундаментальной науке, мы потеряем себя.

Сейчас мы один из немногих университетов в стране, которые такие кадры специализированно готовит. У нас тесная и кровная связь с СО РАН. В университете 3000 преподавателей, из них штатных только 400 с небольшим. Все остальное — это совместители, ученые, которые работают в институтах СО РАН или в передовых высокотехнологичных компаниях, учат студентов, как надо делать науку, технологии на мировом уровне. Поэтому самое главное — это сохранить качество образования.

Мы не будем сильно увеличивать число студентов университета. Сейчас у нас учится порядка девяти тысяч человек, возможен рост до 12 тысяч, включая три тысячи иностранных студентов. Таким образом, мы говорим о постепенном и очень аккуратном росте. Конечно, надо смотреть на структуру вуза. У нас классический университет, и мы не можем отказаться от своей классичности, мы должны внимательно следить за нашими социогуманитарными направлениями, чтобы не допускать перекосов.

В НГУ сейчас среди самых больших факультетов по численности — экономический, это 1200 человек. На третьем месте — гуманитарный институт, это порядка 1000 студентов.

Развивать университет архиважно, брать всё новое прогрессивное, но сохранять основную миссию — университет для подготовки кадров для фундаментальной науки и R&D подразделений технологичных компаний. НГУ — университет исследовательский, который имеет самостоятельную исследовательскую повестку, его миссия — интегрирующая.

– Если говорить о развитии платных образовательных пространств, зарабатывание денег для вуза — это вопрос необходимости, или престижа и обретения некоей свободы?

– Мы зарабатываем по-разному, есть гранты и платные услуги. При относительно скромной стоимости обучения, которая не превышает 200 тыс. руб. за год, мы держим высокий уровень образования. Основную часть денег приносят, конечно, социогуманитарные направления. Средства от платных образовательных услуг — это весомая сумма в бюджете вуза, примерно одна десятая часть.

– Бизнес приходит в НГУ с идеями?

– Я бы не сказал, что очень активно. Однако в последние два года эта тенденция набирает обороты. И, конечно, мы заинтересованы в партнерстве с индустриальными партнерами. По-настоящему серьезные заказы и внушительные деньги — это крупные компании: Роскосмос, Росатом, Ростех, Газпромнефть и другие.

Если вы посмотрите на структуру выпусков студентов, куда они идут, то в науку идут в основном студенты факультета естественных наук, физического, геолого-геофизического факультета. Выпускники мехмата уже сейчас предпочитают IT-компании. Поэтому работа с индустриальными партнерами — это мегаважно.

Задача университета — учить и формировать людей, которые способны разрабатывать и внедрять новые технологии в реальном секторе.

– Как продвигается развитие суперкомпьютера?

– Разместим его в исследовательском корпусе, который строим, решение принято. Сейчас есть проблема с оборудованием, поскольку все-таки большая его часть импортная. Сроки поставки увеличиваются, но мы постепенно решаем все эти вопросы. Суперкомпьютерный центр необходимо создавать на базе университета, и мы должны стать хабом в предоставлении таких ресурсов. Все направления, которые связаны с прикладным инжинирингом, математическим моделированием, с искусственным интеллектом, с обработкой больших данных, невозможны без суперкомпьютера.

Справка

Проект Суперкомпьютерный центр и Центр компетенций по высокопоставленными вычислениям и искусственному интеллекту СКЦ «Лаврентьев» реализуется консорциумом НГУ и ведущих институтов новосибирского Академгородка. СКЦ «Лаврентьев» будет решать задачи по разработке цифровых двойников, обработке больших данных, включая данные ЦКП СКИФ, и созданию передовых моделей искусственного интеллекта, он необходим для поддержки и укрепления технологического суверенитета России, отмечают в НГУ. В первом квартале 2024 года в рамках СКЦ «Лаврентьев» будет запущен пилотный проект графического суперкластера для обучения больших языковых моделей.

– Мы оказались в такой ситуации, которая, с одной стороны, создает сложности, с другой стороны, становится триггером и драйвером развития. Как вы считаете, в каких сферах России придется дальше всего догонять, какие приоритеты здесь должны быть?

– Это биотехнологии, искусственный интеллект, обработка больших данных, прикладной инжиниринг, синхротрон-нейтронные исследования, и в этих направлениях университет активно работает. Сейчас важно не отстать и не потерять время и компетенции. Конечно, в элементной базе мы отстали, но нужно просто работать дальше.

– Как вы оцениваете влияние истории с санкцией и изоляцией на науку, научные связи. Они стали слабее? Или научной среды политика слабо коснулась?

– Наши люди также ездят на конференции, мы взаимодействуем с партнерами. Связи в большей части сохранились, но что-то стало трудно и практически невозможно — скажем, опубликоваться в западном топовом научном журнале. В целом в эпоху санкций научная логистика стала сложнее, но сказать, что все совсем рухнуло, нельзя, университет поддерживает сотрудничество примерно с 60 странами. У нас всегда были хорошие партнеры в Юго-Восточной Азии, Центральной Азии, Ближнем Востоке, Африке.

– НГУ популярен в Китае?

– В российских вузах конкурс в среднем 10 человек на место, а в китайских — 1000. Понятно, что китайцы заинтересованы в расширении связей, у нас есть российско-китайский институт, где обучение проводится на русскоязычных программах. У нас была выстроена такая десантная система, преподаватели наши ездили в Харбин, там в течение месяца интенсивно читали лекции и преподавали, отбирали лучших, и лучшие приезжали и учились здесь, поступали в магистратуру, аспирантуру. При этом они обучаются не только физике, химии и биологии, но выбирают и другие специальности, в том числе и гуманитарные.

– А связи с ними потом сохраняются, они востребованы у себя?

– Эта такая, как ее называют, «мягкая сила», контур влияния. Наша работа с Китаем расширяется, сейчас мы взаимодействуем не только с Харбином, но и с Урумчи. Пытаемся привлечь и китайских школьников, чтобы они закончили физматшколу и потом поступали в наш университет.

– В последнее время идут разговоры о необходимости суверенитета для Академгородка. Нужен ли Академу какой-то другой статус?

– Мое мнение — Академгородку от города точно отделяться не надо. Надо продвигать идею, чтобы Новосибирск стал городом федерального значения, что откроет новые возможности. В Академе важно заниматься реновацией верхней зоны. Основное больное место в развитии Академгородка — это инфраструктура. Он был построен шестьдесят лет назад, инфраструктура морально устарела и требует обновления. И здесь должен быть выработан новый и единый подход к формированию среды.

– Кто может стать инициатором выработки такого подхода?

– Думаю, ведущие институты Сибирского отделения должны взять на себя инициативу, выработку идей и предложений, акцентов при разработке комплексной программы. А реализация, конечно, возможна только при поддержке города, области, полпредства и федеральной власти.

– Какой инфраструктуры не хватает в первую очередь?

– Жилищно-коммунальной, социально-бытовой. Эти дома, которые у нас есть, надо постепенно убирать и замещать новыми, более современными, может, несколько более этажными.

– Есть ли в целом в науке и околонаучных кругах проблема с менеджерами, с управленцами?

– Управленцы необходимы, но человек должен разбираться в том, чем управляет. Иначе ученые просто не будут к вам прислушиваться. Можно научиться красиво складывать слова, но как можно иметь уважение в академическом сообществе, если вы не имеете даже степени кандидата наук?

– Как вы считаете, если говорить о материальном стимулировании, все ли вопросы по оплате труда ученых решены, достаточно ли стимулов, чтобы люди оставались в науке? В Новосибирске?

– Для того чтобы талантливая молодежь оставалась в Новосибирске, нужны и материальные стимулы, и первоклассная инфраструктура. При этом большинство преподавателей, которые преподают в университете, работают не ради зарплаты. Это в комплексе — и интересная работа, и хорошая социальная, бытовая и, что важно, материально-техническая, научная инфраструктура. Потому что открытие уровня Нобелевской премии на установках середины двадцатого века не сделаешь и домой себе такое оборудование для работы не купишь.

– НГУ и Академгородок — это яркий бренд. Как вы считаете, его надо продвигать или он достаточно раскручен?

– Без сомнения, мы должны бороться за таланты, бороться за тех людей, которые заканчивали физматшколу, за тех талантливых школьников, которые уезжают из Новосибирска. Мы должны здесь создать такие возможности, чтобы москвичи и питерцы к нам ехали, а не наоборот.

Древняя мастерская в Хакасии

Исследователи из Института археологии и этнографии продолжают изучение стоянки Сабаниха на берегу Красноярского водохранилища. В прошлом году при раскопках здесь был обнаружен древнейший в Хакасии непотревоженный костёр, в 2023 – старейшая костяная игла.

Новосибирские археологи нашли на стоянке эпохи верхнего палеолита Сабаниха в Республике Хакасия участок, на котором производись разделка и утилизация охотничьей добычи (туш копытных животных). Сама стоянка, вероятно, являлась частью обширного участка местности на одной из террас Енисея, около 30 тысяч лет назад плотно заселенного древними людьми.

Памятник Сабаниха расположен на высоком участке левого берега Красноярского водохранилища, в 15 км от села Первомайское. Впервые стоянка была открыта и исследована в 1989–1991 годах ленинградским археологом Николаем Фёдоровичем Лисицыным. Полученная им обширная археологическая коллекция позволила отнести материалы стоянки к ранней поре верхнего палеолита, то есть времени, когда Homo sapiens начал осваивать территорию Сибири. Работы на Сабанихе были возобновлены через 30 лет, в 2021 году. За это время большая часть предполагаемой территории стоянки водохранилища была уничтожена деятельностью водохранилища, точное место первоначальных раскопок Лисицына установить не удалось. Пока считается, что сохранился только небольшой периферийный участок стоянки, получивший название Сабаниха-3.

Костяная игла со стоянки Сабаниха. Фото А. Харевич Экспедиционные работы 2021-2022 годов показали, что сохранившая часть памятника содержит уникальные и многочисленные археологические материалы, включающие каменные и костяные артефакты, а также индивидуальные украшения. Кроме того, здесь были зафиксированы следы большого костра, диаметром до 1 м, находящиеся в непотревоженном состоянии (in situ), и это единственный такой случай в регионе.

В 2023 году экспедиционный отряд Института археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук под руководством доктора исторических наук Антона Александровича Анойкина продолжил исследование стоянки в рамках выполнения научных задач гранта Российского научного фонда (проект № 21-78-10146). Во время полевого сезона 2023 года был раскопан участок памятника площадью около 16 кв. м. В ходе раскопок в культурном слое стоянки было найдено несколько тысяч предметов, представленных как каменными артефактами, так и большим количество фрагментов костей северного оленя, а также изделиями из рога и кости, включая длинную (более 5 см) костяную иглу с проделанным ушком. По предварительному анализу палеонтологов, обнаруженные кости животных принадлежат как минимум двум особям оленя. Сильная фрагментарность, а также наличие следов расщепления или резания на костях дают основание предположить, что на этом участке велась деятельность по первичной разделке и дальнейшей утилизации туш. Большое количество среди орудий скребков, часто сломанных, и наличие иглы позволяют считать, что здесь могли также обрабатывать шкуры. Наличие предметов из рога и кости в сочетании с находками специфических долотовидных изделий и резцов может свидетельствовать об обработке костного материала.

Параллельно с этой деятельностью, на исследованном участке стоянки в древности изготавливались и подновлялись орудия из камня, о чём свидетельствует большое количество мелких каменных чешуек, найденных в слое. Сам культурный слой скорее всего сформировался за относительно короткий промежуток времени, возможно, менее чем за тысячу лет, в результате нескольких кратких эпизодов заселения, разделённых непротяжёнными хронологическими интервалами.

Стоянка Сабаниха-3 – это уникальный памятник для территории Хакасии и Красноярского края, поскольку является единственным известным здесь объектом раннего верхнего палеолита с залеганием археологического материала in situ. Кроме того, найденная здесь игла с ушком в настоящее время может считаться наиболее древним изделием такого типа, известным в регионе. Хотя раскопки в этом году закончены, учёным предстоит большая исследовательская работа: камеральная обработка каменного и костяного инвентаря, работа с планами и чертежами, а также комплексный анализ полученных материалов, который, вместе с ожидаемой серией радиоуглеродных дат и дат, полученных оптически стимулированной люминесценцией, существенно дополнит имеющиеся представления о становлении и развитии верхнепалеолитических культур в бассейне Среднего Енисея.

Пресс-служба ИАЭТ СО РАН

 

Клеточная терапия на подходе?

О том, что генетические исследования готовят почву для революционного прорыва в методах борьбы с врожденными (считающимися неизлечимыми) заболеваниями, говорилось неоднократно. Если применять к медицине термин «высокие технологии», то все они так или иначе будут связаны с генетикой. Проникновение в самую «сердцевину» живой клетки стало настолько глубоким, что уже вовсю ставится вопрос о методах «исправления» генетической информации у пациентов, пораженных врожденным недугом.

Действительно, понятие «геномное редактирование» применяется теперь не только к селекции растений, но и к лечению людей (как бы шокирующе это ни звучало). Грубо говоря, чтобы вылечить врожденную болезнь, необходимо «исправить» генетическую информацию, которая была затронута мутацией. Ученый, подобно редактору, пытается найти конкретную «опечатку», и исправить ее так, чтобы вся остальная закодированная информация оказалась нетронутой. В принципе, путь найден, осталось разобраться с методами.

Как мы понимаем, для исправления дефектного гена необходим очень точный инструмент, способный найти мутантную последовательность нуклеотидов и «вырезать» ее из ДНК. Длительное время на этот счет предлагались довольно кропотливые и дорогостоящие методики, пока, наконец, примерно десять лет назад не появилась более дешевая и эффективная система, которую принято обозначать как CRISPR/Cas9. На сегодняшний день это одна из самых востребованных технологий в геномной медицине. Считается, что данная методика настолько простая (относительно простая, конечно же), что ее в состоянии освоить даже студент старших курсов.

Разумеется, пока что речь не идет о широком применении геномного редактирования в медицинском практике. На данный момент делаются пробные шаги, идет наработка опыта и сбор материала. Причем, происходит это в глобальном масштабе, поскольку в процесс вовлечены ученые самых разных стран мира, включая и нашу страну. Соответствующую работу проводят и новосибирские ученые-генетики, занимающиеся созданием клеточных моделей нейродегенеративных заболеваний человека.  Своим опытом на этот счет поделился ведущий научный сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН Сергей Медведев, выступая с пленарным докладом на Международном научном конгрессе «CRISPR-2023», посвященном достижениям в области молекулярной биологии и биомедицины.

В настоящее время, отметил ученый, в биомедицине и в экспериментальной медицине используются самые разные модели для исследования различных заболеваний, для тестирования лекарств и так далее. В качестве таких моделей используются самые разные животные, чаще всего грызуны. И вроде бы всё замечательно, однако есть одна ключевая проблема. Образно говоря, «матушка-эволюция» сделала так, что человек в ходе своего биологического становления стал слишком «особенным животным». Если посмотреть, как функционирует его центральная нервная система, то можно обнаружить целый ряд серьезных отличий от его «братьев меньших». И это обстоятельство действительно создает проблему, когда мы изучаем заболевания, связанные с дисфункцией ЦНС, подчеркнул Сергей Медведев.

Сам человек – как модельный организм – является не совсем «удачным» по целому ряду причин, считает ученый. Например, психически здорового человека трудно уговорить на прижизненное изъятие органа, на направленное скрещивание и тому подобное. Поэтому ученым приходится искать какие-то выходы из этого положения. С одной стороны, мы не всегда для таких целей можем использовать животных как таковых, с другой стороны, мы не всегда можем использовать и живого человека в качестве модельного организма.

Выходом из ситуации может стать использование клеточных моделей. Речь идет о клетках, которые выделены из человека и культивированы вне его. На них уже можно проводить различные исследования. В современной биомедицине, отметил Сергей Медведев, уже используется довольно много типов клеток. Но особое место занимают плюрипотентные стволовые клетки, из которых можно получать какие-либо дифференцированные производные. К примеру, нейроны. На них уже можно проводить более глубокие исследования, поскольку они являются релевантными, то есть воспроизводят некие особенности физиологии.

Первая революция в указанном направлении случилась в 2006 году, напомнил Сергей Медведев. В тот год была опубликована работа японских ученых, доказавших, что клетки мыши могут быть перепрограммированы. Это стало прорывом в области клеточной биологии и биологии вообще. Причем, полученные клетки были идентичны эмбриональным стволовым клеткам, то есть для их получения не требовались эмбрионы. У исследователей появилась возможность получать от взрослого организма стволовые клетки и использовать их в двух направлениях: 1) в регенеративной медицине; 2) для создания моделей. Важно подчеркнуть, что полученные таким путем клетки можно замораживать и хранить. При этом они сохраняют свою «стволовость». В любой момент мы можем их извлечь из хранилища для получения релевантных типов клеток в исследовательских целях или для тестирования препаратов.

По словам Сергея Медведева, сотрудники ИЦиГ СО РАН – примерно с 2009 года - проявили большой интерес к этим исследованиям. Прежде всего, их интересовало создание клеточных моделей. К настоящему времени ими создан уже целый ряд клеточных линий с использованием технологии перепрограммирования. Работа велась при тесном взаимодействии с лечебными учреждениями нашей страны (Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Томска и т.д.). Эти клеточные линии детально охарактеризованы, у каждой есть свой паспорт и каждая из них прогенотипирована. Указанные наработки связаны с разными генетическими вариантами, что очень важно, как раз в контексте применения технологий геномного редактирования.

И как мы уже сказали выше, огромное значение здесь имеет система CRISPR/Cas9, изобретенная относительно недавно. Те системы, которые применялись до этого, были сложны в использовании, заметил Сергей Медведев. Теперь, как сказал один американский ученый, редактированием генома «может заниматься любой идиот». Это, конечно, гипербола, но она подчеркивает значимость новой системы для проведения исследований. Как подтвердил сам Сергей Медведев: «Сегодня в нашу лабораторию приходит студент-пятикурсник и своими руками делает с помощью этого инструмента всё, что ему захочется или что ему скажет научный руководитель». Для науки это большой прогресс, считает ученый.

Возможности применения данной системы, по его словам, довольно обширны: от замены отдельных нуклеотидов до трансгенеза. Как раз с помощью этой системы можно создавать так называемые изогенные клеточные модели, позволяющие исправлять мутации в клетках пациента. Имея целый набор изогенных клеточных линий, разъясняет Сергей Медведев, вы можете проводить более серьезные и интересные исследования. В качестве конкретной иллюстрации были приведены исследования пациентов с болезнью Паркинсона, которые выявили наличие у них полиморфизмов (генетических вариантов), часть из которых оказалась патогенной. И здесь на выручку как раз и пришла упомянутая система редактирования. Теперь, обладая такими клеточными линиями (для некоторых пациентов они уже получены), буквально в рамках дипломных работ ряд из них подвергается сейчас проверке на предмет того, может ли тот или иной полиморфизм вызывать дисфункцию дофаминовых нейронов (что как раз связано с болезнью Паркинсона).

Такая возможность появилась именно благодаря объединению технологий. С одной стороны, это технология перепрограммирования. С другой стороны, новая технология редактирования. Кроме этого, напомнил Сергей Медведев, вы можете осуществлять трансгенез, то есть составлять геномы в определенные места в целях исследований. Подобные работы также осуществлялись. Уже получен целый набор трансгенов, предназначенных для углубленных исследований.

Самое важное, что все эти наработки находятся, так сказать, в свободном доступе. Сотрудники Института готовы ими делиться. Как сказал Сергей Медведев, если вы работаете в системе РАН, то вам даже не потребуется за это платить – достаточно оформить договор о передаче материала. Таким образом, ваша лаборатория бесплатно обзаведется необходимой моделью. По сути, стволовая клетка, заметил ученый, превращается в некую исследовательскую станцию. По его словам, сейчас это новое веяние, которое весьма активно развивается. И российская биологическая наука, как видим, также вписывается в этот новый тренд, обещающий очередные прорывы. 

Николай Нестеров

Промышленники едут в Академгородок

Участниками первого научно-производственного форума "Золотая долина" в Новосибирском государственном университете (НГУ) станут более тысячи человек из регионов СФО. Об этом сообщил директор центра взаимодействия с органами власти и индустриальными партнерами Новосибирского госуниверситета Александр Люлько.

"У нас запланировано и будет более тысячи человек. <...> Мы ожидаем делегации из Иркутска, из Томска, Омска и Новокузнецка", - сказал Люлько.

Главная цель "Золотой долины"- привлечь науку и образование в решение задач реального сектора экономики.

Форум пройдет 1 и 2 ноября на базе НГУ. Запланированы секции: "Космос и авиация", "Машиностроение. Приборостроение", "Энергетика", "Строительство. Технологии умного города", "Сельское хозяйство", "Медицина", а также "Торговля. Сфера услуг. Финансы". На выставке будет представлено более 70 экспонатов. Выступят представители институтов РАН, правительства Новосибирской области, Объединенной двигательной корпорации, Ростехнологий, Росатома, Сибирской генерирующей компании, авиазавода им. Чкалова, НМИЦ им. Мешалкина, другие представители промышленных предприятий, научных организаций и бизнеса.

Ректор НГУ Михаил Федорук отметил, что мероприятие в будущем может стать ежегодным. "Если форум получится, будет удачным и если завяжется интересный диалог, то, безусловно, [форум станет ежегодным]", - сказал Федорук. 

Покрытия для солнечных батарей

Сотрудники Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН разрабатывают научные основы формирования антиотражающих пленок с применнием фторида магния. Исследователи планируют улучшить оптические характеристики покрытий для солнечных батарей и увеличить коэффициент поглощения световых волн, чтобы более 93 % поступающего света преобразовывалось в энергию. 

Эффективность солнечных батарей зависит от количества пропускаемого света, что в большой степени определяется свойствами просветляющего покрытия панели — без этого солнечная энергия не используется в полной мере. Антиотражающая пленка, наносимая на верхний слой стекла, должна обеспечивать деструктивную интерференцию световых волн: сделать так, чтобы пик одной волны совпадал с провалом другой. Это практически исключает отражение и способствует пропусканию света на фотопреобразователь. Чтобы добиться высоких показателей поглощения солнечной энергии, ученым нужно настроить оптимальную толщину покрытия и показатель преломления. В качестве основы для верхнего слоя исследователи взяли фторид магния — MgF2.

«Среди неорганических материалов именно фторид магния обладает самым низким показателем преломления, поэтому подходит для наших целей. Он химически стабилен, устойчив к радиации, механически прочен, поэтому его можно использовать для покрытия антиотражающих слоев фотоэлектрических и солнечных тепловых панелей, в том числе работающих в космосе. Если мы будем применять фторид магния в многослойных сборках, то получится добиться минимального отражения, и практически весь свет будет доходить до преобразователя», — поясняет заведующая лабораторией металлорганических соединений для осаждения диэлектрических материалов ИНХ СО РАН кандидат химических наук Евгения Сергеевна Викулова. 

Двумя основными способами получения слоев MgF2 считаются методы растворной химии и физического газофазного осаждения, но они имеют ряд недостатков. В первом случае используются агрессивные и вредные для человека реагенты (например, фтороводород), а также сложно контролировать толщину покрытия, что критически важно для оптических применений. Во втором варианте применяется дорогостоящее высоковакуумное оборудование. Сибирские химики предлагают альтернативный вариант получения пленок на основе фторида магния: химическое осаждение из газообразной фазы или MOCVD (Metal-organic chemical vapour deposition). Суть этого метода заключается в том, что летучее соединение металла, переведенное в специальных термических условиях в газовую фазу, транспортируется на подложку, например на стекло. На поверхности объекта пары разлагаются и формируют материал покрытия. Такой способ является высокоточным и позволяет контролировать состав, микроструктуру, толщину покрытия, а также равномерно распределять вещество на поверхностях сложной формы.  

«Несмотря на все преимущества, сейчас процессы MOCVD фторида магния мало изучены. Наиболее часто в них используют не содержащий фтор летучий комплекс магния, а дополняют его фторирующим сореагентом, и это опять же фтороводород. Наша идея заключается в том, чтобы использовать прекурсор — летучее соединения магния, участвующее в реакции, которое уже изначально содержит атомы фтора. Это сделает процесс осаждения MgF2 более удобным. Практический выход нашей работы состоит в получении пленок на основе фторида магния и исследовании их оптических свойств — коэффициента пропускания света. Сейчас показатель пропускания света составляет 93 %, но мы планируем увеличить его до уровня 95—98 %», — рассказывает Евгения Викулова. 

Первостепенной целью проекта сотрудники ИНХ СО РАН называют правильный подход в изучении фторированных комплексов магния с различным набором лигандов — составных частей соединений, их строения и термических свойств, чтобы понять, какие факторы обусловливают важные для MOCVD характеристики: летучесть и стабильность.

«Фторированные летучие соединения для магния практически не изучены. Мы предложили использовать молекулярные комплексы с двумя разными типами лигандов. Используя эти “рычаги управления”, то есть варьируя строение лигандов обоих типов и их комбинации, можно управлять термическими свойствами комплексов, а возможно и характеристиками покрытия. В данной работе с помощью теоретических и экспериментальных подходов мы определили влияние наиболее принципиальных модификаций лигандов на свойства соединений. Такие взаимосвязи нужны, чтобы можно было получать прекурсоры с заданными характеристиками, наиболее эффективно работающие для осаждения конкретного материала», — поясняет старший лаборант лаборатории химии летучих координационных и металлорганических соединений ИНХ СО РАН студент 4-го курса факультета естественных наук Новосибирского государственного университета Георгий Евсеев. 

По словам сибирских исследователей, эта работа позволит создать альтернативный существующим подход в получении фторированных соединений без использования агрессивных реагентов и дорогостоящего оборудования. Помимо использования в антиотражающих покрытиях солнечных батарей, фторид магния может применяться в качестве защитного покрытия литиевых аккумуляторов или медицинских имплантатов. Разработки сотрудников ИНХ СО РАН в дальнейшем послужат научной базой для применения MgF2 в этих областях.

Кирилл Сергеевич
Изображение предоставлено исследовательницей

 

Сделано в ИЯФ

Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали прецизионный источник питания для дипольных магнитов бустера синхротрона «СКИФ» (Сибирский кольцевой источник фотонов, ЦКП СКИФ). Данный класс оборудования относится к прецизионным системам питания, так как позволяет не только поддерживать требуемый уровень тока в магнитах с необходимой точностью в статике, но и в динамике, что крайне необходимо при подъеме энергии пучка в бустере. Именно от точности и стабильности магнитного поля в дипольных магнитах зависит сама возможность существования электронного пучка в синхротроне. На данный момент протестирован первый серийный образец источника питания. Всего для бустера необходимо три подобных устройства – они будут готовы к концу 2023 г. Изначально планировалось заказывать источники питания у мирового лидера в системах питания ускорителей – датской компании Danfysik.

«Формирование пучка электронов с нужными параметрами происходит в кольце бустера, – рассказывает научный сотрудник ИЯФ СО РАН Валентин Докутович. – Только после этого пучок инжектируется в основное накопительное кольцо синхротрона и используется для получение синхротронного излучения так необходимого пользователям ЦКП “СКИФ”. Чтобы электронный пучок соответствовал заданным характеристикам и не разрушался при ускорении, необходимо поддерживать требуемый уровень изменения основного поля в бустерном кольце. Что в свою очередь зависит от тока, протекающего в дипольных магнитах, установленных на кольце бустера. Изначально планировалось закупать источники питания у датской компании Danfysik, но, когда стало очевидным, что поставок не будет, перед нами встала задача – закрыть эту потребность своими силами».

Созданное в ИЯФ СО РАН оборудование относится к классу прецизионных, так как обладает высокоточными параметрами – необходимыми для работы с таким тонко-настроенным «организмом» как пучок синхротронного излучения.

«Для бустера самое важное, чтобы подъем магнитного поля происходил по точно рассчитанному алгоритму, – объясняет Валентин Докутович. – Это называется рамповый режим, то есть последовательный и стабильный подъем, выход на инжекцию в накопитель и снижение уровня тока. Такой режим необходим, чтобы пучок не разрушался. Стабильность тока мы поддерживаем благодаря прецизионной обратной связи, используемой в источниках питания. Реализованный нами алгоритм, а также применение авторских решений, позволяет поддерживать те требования к точности магнитного поля и его стабильности, от которых напрямую зависит качество пучка в ЦКП “СКИФ”. Источник питания состоит из различных элементов, часть из них мы собирались использовать в другом проекте. Собрать устройство из имеющихся элементов в работающую прецизионную систему, которая ничем не уступает, а местами и превосходит зарубежные аналоги – именно эти научные изыскания создают большую добавочную стоимость полученного продукта, и мы можем говорить о научно-техническом импортозамещении».

Разработанная новосибирскими физиками система обладает высокой гибкостью, позволяющей в короткие сроки конструировать и производить прецизионный источники тока с диапазоном от 500А до 10кА и с напряжением до сотен вольт, обеспечивая требуемую стабильность тока, не уступающую мировым лидерам в этой сфере.

По словам специалиста, всего для бустера синхротрона СКИФ понадобится три мощных источника питания. «Первый источник питания уже готов, остальные два мы соберем к концу 2023 г., – добавил Валентин Докутович. – После этого они будут уже полностью готовы для монтажа в систему бустера синхротрона “СКИФ”».

Низкий поклон защитнику Отечества!

12 октября 2023 года в зоне боевых действий в ходе специальной военной операции, при исполнении воинского долга погиб сотрудник и член профсоюза Института цитологии и генетики СО РАН Семьянов Александр Николаевич.

Он родился 29 января 1981 года в г. Бердске, получил специальность в Профессиональном училище № 16 столяр-плотник. После выпуска в 19 лет пришёл работать в Институт цитологии и генетики, и стал членом Профсоюза.

В сентябре 2022 года в рамках частичной мобилизации был призван на военную службу в зону проведения СВО.

Младший сержант Семьянов Александр Николаевич с честью и достоинством исполнял воинский долг, был верным другом, ответственно относился к службе, был трудолюбивым, честным, любил жизнь. Выражаем глубокие соболезнования семье, родным и близким героя.

Низкий поклон защитнику Отечества! Светлая память о Александре навсегда сохранится в сердцах тех, кто его знал.
 

География - детям

Русское географическое общество проводит социальную акцию «География – детям», цель которой познакомить детей, оставшихся без попечения родителей, с увлекательной наукой – географией. Ребята участвуют в географических квизах, играют в развивающие игры, встречаются с путешественниками и знакомятся с книгами о великих открытиях, специально разработанными и изданными РГО.

Одна из таких теплых встреч прошла в Дорогинском детском доме Черепановского района Новосибирской области. Детей ждала весёлая географическая викторина, в которой нужно было проявить быстроту, смекалку и кругозор. Ребята должны были назвать страну, жителей которой именуют монегасками, вспомнить, где находится река Лимпопо и определить название острова, который известен как «Пуп Земли». Дети активно включились в викторину, радовались интересным вопросам и правильно отвечали на них. Также они с большим восторгом встретили путешественника и члена Новосибирского регионального отделения РГО, директора станции юных туристов Искитимского района Александра Анохина, который рассказал им про удивительную экспедицию РГО в Поднебесную - Китай, о разнообразии китайской культуры, их традиционной кухне, достопримечательностях и памятниках природы, а также о посещении древних монастырей в автономном районе Китая - Тибете.

 «Такие встречи с детьми наполняют настоящими, яркими эмоциями, - отмечает председатель Новосибирского регионального отделения РГО Игорь Новиков. – И мы будем рады продолжить наше общение, делиться рассказами о путешествиях и расширять представление ребят о мире, в котором мы живем».

Члены РГО пополнили библиотеку Дорогинского детского дома яркими изданиями Члены РГО пополнили библиотеку Дорогинского детского дома яркими изданиями – об исчезающих видах России, энциклопедиями о животных и растениях, сказками про обитателей леса. А также подарили глобус, карту звёздного неба, интеллектуальные игры о живой и неживой природе. Всем воспитанникам и педагогам были вручены сувениры с символикой РГО.  

Социальная акция «География – детям» с 2018 года проводится Русским географическим обществом в разных регионах России. Она учит детей бережному отношению к окружающей среде, сохранению исторического и культурного наследия страны, расширяет кругозор и нацелена на популяризацию географических знаний.

Помощь в проведении проекта в Новосибирской области оказала компания «Дата Ист» – корпоративный партнёр Новосибирского регионального отделения РГО, станция юных туристов Искитимского района области.   

Новосибирское региональное отделение Русского географического общества

Оценить риск бесплодия

Исследователь из Новосибирского государственного университета выявила несколько маркеров, связанных с риском нарушений репродуктивной функции организма, вплоть до бесплодия, у женщин с гипотиреозом, которым страдает до 4% взрослого населения. Обнаружение маркеров по анализу крови позволит оценить риск репродуктивных нарушений и своевременно провести профилактические мероприятия, рассказали ТАСС в пресс-службе вуза.

Гипотиреоз - одно из наиболее распространенных эндокринных заболеваний щитовидной железы, при котором отмечается длительное снижение выработки гормонов щитовидной железы. Гипотиреозом страдает 2-4% взрослого населения. У женщин болезнь выявляют в 5-10 раз чаще, чем у мужчин. Из-за нарушения гормонального баланса заболевание может сопровождаться нарушением репродуктивной функции вплоть до возникновения бесплодия.

"Мы подтвердили, что уровень содержания изученных маркеров в крови может служить для прогнозирования рисков развития нарушения репродуктивной функции организма у женщин с гипотиреозом. Своевременное выявление повышения КФК [фермента креатинфосфокиназы] и гомоцистеина очень важно с точки зрения эффективности применяемой стратегии лечения", - приводит пресс-служба слова автора исследования, доцента кафедры акушерства и гинекологии Новосибирского государственного университета Евгении Кудиновой.

Уточняется, что диагностика маркеров проводится путем обычного анализа крови.

В ходе исследования было обнаружено, что уровень фермента креатинфосфокиназы, играющего важную роль в обмене веществ в тканях, взаимосвязан с показателями состояния репродуктивной системы. Также в группу риска по возникновению овуляторной дисфункции (отсутствия овуляции) входят женщины с увеличением гомоцистеина крови: аминокислоты, окисление которой в плазме сопровождается накоплением свободных радикалов, повреждающих внутренние стенки сосудов.

Эти маркеры необходимо учитывать при оценке повышенного риска возникновения овуляторной дисфункции, а, следовательно, и бесплодия, считают исследователи. Кудинова отметила, что изучение маркеров тканевого дыхания у женщин важно при планировании беременности, а также в программах вспомогательных репродуктивных технологий.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS