«Зелёный» автокатализатор, точечная борьба с раком и рекордные полёты дронов. Топ разработок российских учёных

Российские учёные представили и запустили в серийное производство криостаты для сверхнизких температур, не уступающие зарубежным аналогам. Эти устройства обеспечивают работу новейших квантовых процессоров, включая Snowdrop-4Q, и открывают путь к созданию ещё более мощных вычислительных систем, что обеспечивает технологическую независимость страны в стратегически важной области квантовых вычислений. 

А ещё в России создали «умные» ДНК-наноструктуры, которые точно уничтожают раковые клетки, не повреждая здоровые ткани; разработали революционный материал для аккумулятора со сверхбыстрой зарядкой, игровую 3D-перчатку для восстановления после инсульта, водородную установку для рекордных по продолжительности полётов дронов и даже эффективный и дешёвый катализатор для более экологичных автомобилей. 

Все подробности о последних достижениях российских гениев читайте в нашем материале.

Россия сделала важный шаг на пути к технологической независимости в области квантовых вычислений. В стране разработали серийные криостаты для сверхнизких температур. Они не уступают зарубежным аналогам и используются для охлаждения сверхпроводящих квантовых компьютеров. 

В 2018 году прекратились поставки импортных криостатов, и российские учёные взялись за разработку альтернативы. В этом проекте участвовали МГТУ им. Баумана, ВНИИА им. Духова и индустриальные партнёры. За три года им удалось создать устройства, которые охлаждают компоненты квантовых компьютеров до сверхнизких температур — от десятых долей градуса Кельвина до нескольких десятков милликельвинов. Это необходимо для их корректной работы.

Один из созданных криостатов уже применяют для охлаждения российского квантового процессора Snowdrop-4Q в МГТУ. Успешные испытания показали стабильную работу систем охлаждения и квантовой вычислительной системы, а также дали возможность протестировать популярные квантовые алгоритмы.

Важно подчеркнуть, что российские криостаты подходят не только для Snowdrop-4Q, но и для других типов сверхпроводящих квантовых компьютеров, включая адиабатические системы. Учёные трудятся над новой версией чипа Snowdrop с восемью кубитами и уверены, что разработанные криостаты способны поддерживать работу нового поколения квантовых компьютеров.

«Это не просто важное научное достижение, а большой шаг к приобретению настоящего технологического суверенитета», — подчеркнул генеральный директор Фонда перспективных исследований Максим Вакштейн. Теперь, обладая отечественными криостатами, Россия может более уверенно развивать собственную квантовую индустрию, не завися от поставок из-за рубежа.

Учёные из МФТИ и Университета «Сириус» разработали уникальные наноструктуры на основе ДНК, способные целенаправленно уничтожать раковые клетки, оставляя здоровые ткани нетронутыми. Результаты их исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Theranostics. Используя принципы ДНК-оригами, исследователи создали программируемые трёхмерные объекты, которые распознают специфические биомаркеры на поверхности опухолевых клеток. Эти «умные» наноматериалы активируются только в присутствии рака, нанося точный удар и минимизируя побочные эффекты.

«Мы создали уникальный метод лечения рака», — говорит руководитель исследовательской группы, профессор МФТИ. «Наш подход можно сравнить с "самолётом-камикадзе", который целенаправленно атакует опухоль и поражает только раковые клетки».

Особенно впечатляют результаты экспериментов с опухолями, устойчивыми к традиционной химиотерапии. Учёные уверены, что технология найдёт применение не только в онкологии, но и в борьбе с антибиотико-резистентными инфекциями, которые представляют серьёзную угрозу для медицины.

Следующий этап — доклинические испытания на животных. Учёные уже ведут переговоры с крупными фармацевтическими компаниями о промышленном внедрении инновации.

Разработка потребовала более десяти лет работы, поддержанной грантами Российского научного фонда и Министерства науки и высшего образования РФ. Этот метод открывает новые горизонты в создании терапевтических и диагностических решений, способных изменить медицину будущего.

Новосибирский государственный технический университет (НГТУ) и Новосибирский государственный медицинский университет (НГМУ) объединили усилия и создали инновационный программно-аппаратный комплекс, который значительно расширяет возможности реабилитации пациентов после инсульта, травм и неврологических заболеваний.

Инновационный комплекс – это перчатка-контроллер нового поколения, созданная с использованием передовых 3D-технологий. Она помогает людям с нарушениями моторики восстановить двигательные функции в игровой форме.

Сенсоры в перчатке точно фиксируют движения пальцев и кисти, передавая информацию в специальную программу-игру. Пациенты, выполняя увлекательные задания, активно участвуют в реабилитации, что стимулирует их двигательную активность. Визуализация прогресса через уровни игры мотивирует и повышает эффективность реабилитации, отмечают разработчики.

Специалисты НГМУ продолжают улучшать комплекс, чтобы он лучше подходил для пациентов. Первые испытания в Новосибирской городской клинической больнице № 2 показали впечатляющие результаты: врачи заметили значительное улучшение моторики у пользователей.

В будущем разработчики планируют адаптировать перчатку для домашнего использования. Это позволит пациентам продолжать реабилитацию самостоятельно, в комфортных условиях. Это откроет новые возможности для индивидуального восстановления и сделает реабилитационные услуги доступнее для всех.

Новосибирские учёные разработали инновационную формулу для автомобильных нейтрализаторов. Она существенно снижает использование дорогостоящих драгоценных металлов. При этом эффективность очистки выхлопных газов не страдает. Новая технология делает автомобили более экологичными и доступными.

Проблема загрязнения воздуха автомобильными выбросами актуальна для многих городов России. Традиционные системы очистки выхлопных газов содержат много платины и палладия (до 1 грамма на литр). Они дорогие и неэффективны при низких температурах.

Новосибирские учёные нашли решение. Они разработали новую формулу с добавлением оксида марганца. Это усилило каталитические свойства драгоценных металлов. Концентрация платины и палладия в нейтрализаторе снизилась более чем в пять раз. Это значительно снизило стоимость производства.

Новая разработка эффективна при более низких температурах (от 180°C). Это важно для современных автомобилей с двигателями на обеднённых смесях. Нейтрализатор обезвреживает опасные газы, превращая их в безопасную смесь воды, углекислого газа и азота.

Ожидается, что новая технология снизит объём вредных веществ от автомобилей и сделает российские машины более экологичными. Это повысит их конкурентоспособность на мировом рынке.

Учёные из Института общей и неорганической химии РАН в России и Еврейского университета в Иерусалиме в Израиле разработали инновационный анодный материал для натрий-ионных аккумуляторов. Их открытие обещает создать долговечные батареи нового поколения с молниеносной зарядкой.

Новый композитный материал объединяет наночастицы сульфида германия с максеном — двумерным карбидом титана. Эта комбинация открывает новые горизонты в области анодных материалов, обеспечивая высокую ёмкость, стабильность и долговечность при тысячах циклов.

В отличие от традиционных материалов, новый анод проявляет исключительную устойчивость даже при экстремальных скоростях зарядки и разрядки. Тесты показали, что при увеличении плотности тока в 30 раз потеря ёмкости составляет менее 15%, что значительно превосходит показатели аналогов.

По словам Алексея Михайлова, старшего научного сотрудника ИОНХ РАН, ключевым фактором успеха стал уникальный метод синтеза, позволивший добиться оптимального размера наночастиц, и предотвратить их агрегацию. Синергия высокой электропроводности максена и ёмкости сульфида германия делает этот композит чрезвычайно перспективным для разработки аккумуляторов следующего поколения, способных конкурировать с литий-ионными аналогами. Разработка является важным шагом в развитии альтернативных технологий накопления энергии.

Учёные из наукограда Черноголовка представили передовую разработку – энергетическую установку на водородных топливных элементах, установив новый всероссийский рекорд продолжительности полёта беспилотного летательного аппарата (БПЛА) на альтернативном топливе.

Испытания проходили на международном форуме «Архипелаг — 2025» в Москве, где гексакоптер, оснащённый установкой черноголовских учёных, продержался в воздухе впечатляющие 2 часа 46 минут.

По словам руководителя Центра компетенции МТИ ФИЦ ПХФ МХ РАН Алексея Левченко, разработанный гексакоптер — служит демонстрацией потенциала водородных топливных элементов, а учёные уже освоили технологию производства как самих источников питания, так и дронов, работающих на них.

В настоящее время Центр ожидает разрешения на проведение испытаний водородных топливных элементов в различных типах техники, включая БПЛА, резервные генераторы, портативную электронику и даже крупную коммунальную.

Разработчики подчёркивают экологичность и бесшумность водородных двигателей, минимизирующих выбросы в атмосферу по сравнению с ДВС. Главной целью сейчас является достижение сопоставимой с ДВС продолжительности работы техники на водородных топливных элементах.

Автор: Ирина Леонова