«Убийца метастазов» и предсказания будущего. Топ разработок российских учёных

Что, если бы вы могли заглянуть в будущее? Узнать, например, когда сломается дорогостоящее оборудование, какие клиенты собираются от вас уйти, или даже… как долго проживет пациент с тяжелым заболеванием? Звучит невероятно, но инженеры МГУ разработали систему, которая реально способна предсказывать многие события с поразительной точностью, даже в условиях неполной информации.

Какие ещё новейшие разработки представили российские учёные? Специалисты «Росатома» разработали прорывной препарат, который убивает метастазы. Инженеры компании «Топтех» впервые запустили производство ключевого компонента для водородного топлива, который обеспечит технологическую независимость в перспективной водородной энергетике страны. А учёные из Нижнего Новгорода создали материал для 3D-печати кожи, костей и даже лёгких. Все подробности — в нашем материале.
 

Специалисты НИИ атомных реакторов «Росатома» и Научно-клинического центра медицинской радиологии и онкологии объединили усилия для создания жизненно важной изотопной продукции для ядерной медицины. Этот проект не только расширяет доступность современных методов лечения рака, но и значительно снижает зависимость России от импорта.

«Это фактически воздействие ядерной медицины, воздействие радиации на конкретные опухоли, на цитотоксические формы, которые возникают в костях, и идёт разрушение опухоли», — пояснил Андрей Шикунов, заместитель директора по развитию и международному сотрудничеству НИИ атомных реакторов «Росатома».

Ранее радиофармпрепараты в основном закупались за рубежом, но благодаря усилиям российских специалистов удалось наладить собственное производство. Уже сейчас разработаны и внедряются продукты на основе лютеция, радия и актиния, заменяющие импортные, в частности, французские и польские аналоги.

По прогнозам, в ближайшие годы доля отечественных радиофармпрепаратов на российском рынке лекарств достигнет не менее 80%, что обеспечит более доступное и качественное лечение для тысяч пациентов. Разработка новых препаратов продолжается, что позволит и дальше укреплять позиции России в области ядерной медицины.

Российские и испанские учёные создали инновационный «электронный язык» — сенсорное устройство на основе одноразовых электродов с пористыми металлоорганическими структурами. Этот гаджет эффективно распознаёт сорта чая и может заменить дорогие лабораторные методы анализа в разных сферах.

«Электронный язык» идентифицирует жидкости и продукты по химическому составу. В отличие от традиционных методов, требующих дорогостоящего оборудования, новое устройство быстро и точно определяет принадлежность образца к определённой группе веществ.

Разработчики отмечают, что стандартный «электронный язык» использует несколько электродов, генерирующих отклик при погружении в жидкость. Однако обработка сигналов от сложных растворов затруднительна и требует машинного обучения.

Учёные из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН и Университета Барселоны преодолели эту проблему, создав одноразовые датчики с электродами, покрытыми металлоорганическими каркасами. Эти структуры избирательно взаимодействуют с определёнными молекулами, упрощая обработку сигналов.

В экспериментах 93 одноразовых «электронных языка» успешно различили различные сорта чая. Нейросеть классифицировала чай с точностью до 76%. Хотя эффективность ниже коммерческих аналогов, устройство выгодно отличается простотой изготовления, низкой стоимостью и одноразовым использованием.

Эти качества делают «электронный язык» незаменимым в ситуациях, когда применение сложных лабораторных установок невозможно или экономически нецелесообразно. Он находит применение в медицине, экомониторинге и контроле качества продуктов питания.

В Нижегородском государственном университете имени Лобачевского разработали принципиально новый композитный материал, предназначенный для 3D-печати биологических структур. В его состав входит натуральный хитозан, выделенный из панцирей ракообразных, и синтетический поликапролактон.

Это сочетание компонентов позволяет создавать широкий спектр биологических объектов, включая кожу, костные ткани, кровеносные сосуды и даже сложные структуры, такие как лёгочная ткань. Основная сложность при разработке заключалась в объединении двух полимеров, обладающих совершенно разными свойствами. Хитозан обеспечивает материалу прочность, биологическую совместимость и антибактериальные качества, в то время как поликапролактон придаёт ему необходимую для 3D-печати пластичность и термопластичность.

Для получения однородной смеси учёные использовали диметилсульфоксид в качестве растворителя и применили ультразвуковую обработку. Преимущества разработки становятся очевидными при сравнении с существующими материалами. Поликапролактон, несмотря на свою пригодность для создания искусственных сосудов, может вызывать образование тромбов и воспалительные процессы из-за выделения кислоты при разложении.

Хитозан компенсирует эти нежелательные эффекты, повышая совместимость материала с живыми тканями. Кроме того, путём изменения соотношения компонентов можно адаптировать свойства материала под различные задачи: от простых биопластырей до сложных имплантатов. В ближайших планах исследовательской группы – создание специального филамента для использования в медицинских 3D-принтерах и продолжение работы по оптимизации состава материала.

Российские инженеры компании «Топтех» впервые разработали и выпустили трубный пучок реактора парового риформинга, который является «сердцем» установки для получения водорода. Разработка стала важным шагом к технологической независимости страны в перспективной водородной энергетике.

Трубный пучок рассчитан на экстремальные условия: высокие температуры, агрессивные среды и давление. Он успешно прошёл испытания и готов к эксплуатации. Ранее для таких задач использовали импортные решения, что делало Россию зависимой от зарубежных технологий.

Успешная реализация проекта доказывает способность российского инжиниринга разрабатывать и создавать сложные промышленные системы. Готовый трубный пучок реактора уже передан заказчику и станет основой для развития отечественной инфраструктуры водородной энергетики.

Эксперты подчёркивают, что подобные технологии имеют критическое значение для перехода к низкоуглеродной экономике и укрепления позиций России на мировом энергорынке будущего. 

Российские учёные создали умные полимерные покрытия, способные самовосстанавливаться при повреждениях. Разработку осуществили специалисты центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Баумана совместно с «Институтом физической химии и электрохимии» РАН. Новое покрытие обещает стать революционным решением для защиты оборудования и увеличения его срока службы.

Новые полимеры обладают уникальной способностью самовосстанавливаться на микроуровне. Если появляются микротрещины, которые могут вызвать коррозию и поломку конструкции, материал сам адаптируется и восстанавливает свою целостность. Это существенно снижает затраты на обслуживание и ремонт оборудования.

«Умные» полимерные покрытия находят применение в самых разных отраслях промышленности: энергетике (включая атомные электростанции), химической промышленности, нефтегазовом секторе, авиакосмической индустрии и строительстве. Во всех этих сферах критически важна надёжная защита металлических поверхностей от коррозии.

Технология самовосстановления работает с помощью особых ингибиторов. Они блокируют внутренние дефекты, создавая нерастворимые продукты коррозии. Эти ингибиторы также укрепляют полимерную основу, формируя нерастворимые соединения в местах повреждений и высвобождая новые ингибиторы коррозии.

Эта разработка представляет собой значительный шаг вперёд в области материаловедения и открывает новые возможности для повышения надёжности и долговечности промышленных объектов.

Инженеры МГУ создали уникальную библиотеку Survivors, которая предсказывает будущее на основе анализа данных. Её особенность — способность работать даже при неполных данных. Система Survivors позволяет с высокой степенью точности вычислять вероятность наступления различных событий, таких как повторное появление болезней, поломки в технике или уход клиентов. 

Ключевым преимуществом Survivors является преодоление ограничений традиционных методов прогнозирования, которые требуют строгих условий для распределения событий и подготовки данных. В отличие от них, алгоритмы новой системы используют более гибкий подход, позволяя эффективно анализировать реальные данные без предварительной обработки.

Разработка имеет широкий спектр применения. В здравоохранении Survivors помогает прогнозировать риски и продолжительность жизни пациентов. В коммерческом секторе она используется для оценки вероятности потери клиентов, а в промышленности – для предсказания износа оборудования и оценки технического состояния сложных систем.

Автор: Ирина Леонова