Вечные батарейки из шелухи и самый прочный титан в мире. Топ разработок российских учёных 

Учёные создали систему, которая «видит» сердце даже после его остановки. Российская разработка, не имеющая аналогов в мир, анализирует сердечную ткань на клеточном уровне, позволяя подобрать идеальное лекарство и дать надежду на здоровую жизнь даже самым тяжёлым пациентам.

Чем ещё удивляли российские учёные на минувшей неделе? Они разработали вечные батарейки из шелухи и орех и создали титан с рекордной прочностью, меняющий правила игры в медицине и машиностроении. Заставили кремний сиять ярче тысячи солнц и нашли применение кремням для старых зажигалок, открыв тем самым возможности для развития ядерной энергетики, медицины и радиационного контроля. 

Подробнее о разработках — в нашем материале.

Учёные из Санкт-Петербурга, Уфы и китайского Нанкина разработали наноструктурированный титан с рекордными показателями прочности. Специальная обработка, включающая двукратное кручение под высоким давлением и последующий отжиг, позволила уменьшить зёрна титана до наноразмеров, что в сотни раз меньше толщины человеческого волоса.

Исследования показали, что предел текучести нового материала достигает 1510 МПа, что более чем вдвое превышает показатели обычного титана. Уникальные свойства обусловлены накоплением примесей на границах зёрен, что было подтверждено экспериментами китайских коллег. Высокая концентрация атомов железа блокирует подвижность дислокаций, значительно повышая прочность материала.

Разработка открывает перспективы для создания сверхпрочных и пластичных материалов, востребованных в различных отраслях, включая медицину (например, для зубных имплантов) и машиностроение.

Учёные из Университета ИТМО создали уникальный наноструктурированный материал. Он позволяет кремнию поглощать и излучать свет в 10 000 раз эффективнее. Это открытие открывает новые горизонты для разработки быстрых и энергоэффективных устройств в области коммуникаций. Также оно открывает перспективы для создания передовых приборов наноспектроскопии.

Основу разработки составляет метаповерхность. Это искусственная структура, состоящая из золотой подложки и цилиндрических столбиков из чередующихся слоёв кремния и золота. Такая сложная геометрия создаёт «ловушку» для фотонов, усиливая их взаимодействие с кремнием.

Разработанный источник света излучает широкополосный белый свет, охватывающий весь видимый спектр и ближний инфракрасный диапазон. Это делает его идеальным для оптических вычислительных систем. Он позволяет работать с различными типами излучения одновременно.

Благодаря особой геометрии материала, свет концентрируется в зазорах между золотой плёнкой и дисками. Это стимулирует оптические переходы в видимом диапазоне. В результате кремний превращается в эффективный источник излучения. Его легко интегрировать в микрочипы, используя стандартные литографические технологии.

Новая разработка открывает возможности для создания компактных наносенсоров и наноизлучателей. Она также ускоряет развитие приборов для наноспектроскопии и ближнепольной микроскопии. Эти технологии найдут широкое применение в медицине, науке и промышленности, а также откроют новые горизонты для диагностики, исследований и контроля.

Российские врачи теперь смогут быстро и точно оценить состояние сердца благодаря новой системе диагностики. Новая разработка, не имеющая аналогов в мире, анализирует сердечную ткань на клеточном уровне, что позволяет подбирать оптимальное лечение и прогнозировать его эффективность.

Уникальность системы в том, что она исследует сердце даже после его остановки. Это открывает новые возможности в трансплантологии, оценивая состояние донорских органов и предсказывая их работу после пересадки, что значительно повышает шансы на успех операции.

Метод основан на использовании сердечной ткани, выращенной из стволовых клеток. В образец вводится специальный краситель, и световой луч фиксирует интенсивность отражённого света. Высокоточный микроскоп с видеокамерой обрабатывает данные, а уникальный алгоритм анализирует работу сердца.

Система выявляет кислородное голодание, измеряет электрическую проводимость и проверяет реакцию сердечной ткани на лекарства. Прототип портативных станций уже создан и проходит испытания. В будущем планируется создание компактных устройств для использования в любых условиях.

Новая диагностика позволит подбирать эффективные лекарства, тестировать новые препараты и изучать генетические заболевания. Разработка может быть применена для исследования других органов и тканей, а также проверки безопасности противоопухолевых лекарств.

Российские учёные создали новую технологию для промышленного производства сцинтилляционного стекла, которое используется для регистрации нейтронов. Разработка позволит изготавливать материал в России без дорогостоящего оборудования и найдёт применение в ядерной энергетике, медицине и системах радиационного контроля.

В основе стекла лежит изотоп лития-6, эффективно поглощающий нейтроны. Особенность технологии — использование СВЧ-излучения для быстрого нагрева и уникальной рецептуры шихты, обеспечивающих высокую чистоту и оптимальное соотношение ионов. Это позволяет получить материал с характеристиками, сопоставимыми с зарубежными аналогами, при этом технология доступна даже небольшим лабораториям.

Эксперименты показали световыход стекла 3900 ± 280 фотонов/нейтрон и эффективность регистрации тепловых нейтронов 5,25 ± 1,06%. Примечательно, что учёным удалось создать стекло, используя церий из кремней для старых зажигалок.

В планах — увеличение содержания лития-6 и использование лития-7 для создания стёкол с разной чувствительностью, что улучшит селективность к нейтронам и снизит влияние гамма-радиации.

Учёные из Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ) в сотрудничестве с коллегами из Казахстана разработали литий-ионный конденсатор с рекордной долговечностью — более 10 тысяч циклов без значительной потери эффективности. Ключевым элементом успеха стало использование активированного угля, созданного из экологически чистых материалов: рисовой шелухи и скорлупы грецкого ореха.

Меир Ердаулетов из ОИЯИ отметил, что даже после суровых испытаний устройство сохранило 80 процентов своей начальной ёмкости, что свидетельствует о его исключительной стабильности. Новая разработка может найти широкое применение в электронике, космосе и других областях, где необходим надёжный и долговечный источник энергии. Использование возобновляемых ресурсов делает этот проект ещё более привлекательным.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Molecules, показывают, что новый конденсатор превосходит аналоги, особенно те, что основаны на органических отходах, по такому важному параметру, как срок службы.

В России создана уникальная мРНК-вакцина «Энтеромикс» для лечения меланомы. Препарат разработан на основе индивидуального генетического профиля пациента при участии Центра имени Гамалеи, НМИЦ радиологии и Института молекулярной биологии им Энгельгардта РАН. «Энтеромикс» нацелен на антигены, которые образуются в опухолевых клетках из-за мутаций.

Клинические испытания вакцины начнутся в сентябре с участием 60 пациентов с меланомой. Государство полностью возьмёт на себя расходы, что позволит людям проходить лечение бесплатно. Персонализированный подход обещает снизить риск побочных эффектов и повысить эффективность терапии, открывая новые возможности в борьбе с раком кожи. Разработчики считают, что индивидуальный подход в иммунотерапии — ключ к успешному лечению меланомы.

Автор: Ирина Леонова