Катализаторы против выбросов, первый в мире лазер белого цвета и глубоководный робот

Очередной научный прорыв совершён российскими учёными – впервые в мире томские сотрудники Сибирского отделения РАН создали белый лазер непрерывного спектра не смешением лучей разных цветов, а с помощью сверхкоротких импульсов инфракрасного лазера прямо в воздух. 

Начинаем неделю со сводки главных новостей российской науки этой недели: здесь и медицина, и биотехнология, и химия, и физика. Главное – на наших карточках, а подробнее об открытиях наших учёных читайте в нашей статье. 

Катализаторы, нейтрализующие выбросы химотрасли

Закись азота – побочный продукт химической и агропромышленности, который разрушает озоновый слой Земли и способствует глобальному потеплению. Закись азота можно разложить до безвредных для человека и природы азота и кислорода, но такая химическая реакция должна идти при высокой температуре, с многоступенчатым применением катализаторов и дорогостоящими реагентами. Учёные НИТУ МИСИС, ИОХ РАН и МГУ предложили использовать для этой задачи высокоактивные металлсодержащие цеолитные катализаторы, полученные по усовершенствованной методике. В будущем учёные планируют с помощью этих веществ повысить эффективность очистных сооружений на промышленных предприятиях. 

«Мы установили, что цеолитные катализаторы с добавками кобальта справляются с разложением закиси азота эффективнее, чем аналоги на основе меди. Лучший кобальтовый катализатор достигал 90%-го разложения N2O при температуре 420°C, в то время как медным катализаторам для достижения такого же результата требовалось на 50–70°C больше», — рассказала Анна Макова, ассистент кафедры общей и неорганической химии НИТУ МИСИС.

Способ, как ускорить зажигание самовоспламеняющегося топлива

Фото: ТПУ

Учёные Томского политехнического университета в составе научной коллаборации установили условия, при которых происходит зажигание самовоспламеняющегося топлива. В будущем это поможет продолжить работу над безопасным топливом для аэрокосмических аппаратов. 

Самовоспламеняющиеся системы состоят из топлива и окислителя, которые самопроизвольно реагируют при контакте без дополнительного нагрева и внешнего воздействия. Однако при каких условиях происходит зажигание такого топлива, до конца учёными не выяснено, и сотрудники ТПУ сделали существенный шаг в этом направлении. Они провели экспериментальные исследования с гелеобразным топливом, состоящим из тетраметилэтилендиамина (TMEDA), загущенного 5 мас. % диоксида кремния. Частицы топлива диаметром 2,5 мм они сбрасывали на подложку, заполненную жидким окислителем (высококонцентрированной азотной кислотой), с высоты 5, 10, 15 и 20 сантиметров. В процессе опытов ученые регистрировали время задержки воспламенения и выгорания топлива, площадь пламенной зоны, скорость разлета фрагментов топлива в результате микровзрыва.

«Понимание процессов, происходящих при использовании гелеобразных компонентов в самовоспламеняющихся системах, может быть применено для дальнейшего развития и оптимизации этих систем, а также создания в будущем безопасного и эффективного топлива, например, для аэрокосмических аппаратов», — отмечает руководитель исследования, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Ольга Высокоморная.

Саморассасывающиеся костные винты для сложных переломов

Фото: Телеграм-канал губернатора Самарской области

Учёные Самарского государственного медицинского университета разработали винты для соединения костных отломков при сложных переломах. Они полностью рассасываются в организме и не требуют удаления с помощью повторной операции. Со временем он замещается собственной костью пациента, что исключает риски повторной операции, уменьшает сроки лечения и снижает нагрузку на учреждения здравоохранения. Как подчёркивают авторы изобретения, такая разработка крайне актуальна для лечения участников СВО. По словам заместителя директора НИИ «БИОТех» Натальи Максименко, безопасность изделия обеспечивается тщательным контролем донорского материала, многоступенчатой обработкой и финальной радиационной стерилизацией. В 2027 году планируется запустить новинку в серийное производство и поставить все винты линейки в ведущие травматологические центры страны. 
 

Первый в мире белый лазер непрерывного спектра

Фото: Сибирское отделение РАН

Учёные СО РАН сотворили настоящий научный прорыв, первыми в мире создав белый лазер непрерывного спектра. Ранее белый свет получали путём сложения лучей разных цветов, но томские учёные попробовали направить сверхкороткие импульсы инфракрасного лазера прямо в воздух, и основной компонент воздуха – азот – под действием этого излучения стал сам продуцировать свет, который человеческое зрение воспринимает как чистый белый луч. 

«Такой лазер может найти применение в фундаментальной физике, сверхточной микроскопии, медицине (в частности, его можно использовать для детальной визуализации тканей), а также в системах экологического мониторинга атмосферы на предмет загрязнений», – рассказал старший научный сотрудник СО РАН Владимир Прокопьев.

Биокаркас для восстановления спинного мозга

Фото: университет «Сириус»

Полимерные каркасы нового поколения могут стать основой имплантов для спинного мозга – об этом сообщили в университете «Сириус». Эта разработка вместе с клеточной терапией создаст хорошие условия для восстановления нервной ткани. Основой материала для биокаркаса стала смесь двух биоразлагаемых и биосовместимых полимеров — полилактида (PLA) и поликапролактона (PCL). Из полученной смеси с помощью электроформования была создана сеть волокон, имитирующая внеклеточный матрикс.

«В нашей работе мы показали, что не только состав полимера, но и пористость поверхности волокон критически влияет на нейроны и астроциты. Управляя механикой, архитектурой и составом материала, можно создавать более благоприятную среду для клеток», – рассказала Валерия Штоль, первый автор работы, выпускница магистратуры по нейробиологии Научно-технологического университета «Сириус», сотрудница лаборатории нейропротезов СПбГУ.

Вскоре начнутся испытания на животных, чтобы оценить, как идёт восстановление тканей. 

Глубоководные роботы, не имеющие аналогов в России

Фото: shedevrum.ai

Телеуправляемые необитаемые подводные аппараты (ТНПА) под брендом «Океан», оборудованные устройством глубоководного погружения, выйдут в серийное производство в июне 2027 года. Техника предназначена для проведения подводных технических работ и поисковых операций. Производство будет вестись в городе Ломоносов. Аппарат способен работать в любых широтах в температурном диапазоне воды от -2 до +32°C. Производство деталей аппарата на 80% локализованы в России. В будущем планируется увеличить долю оригинальных компонентов до 90-95%. 

Сверхнадёжный планшет для спецсвязи

Фото: ГК «Ростех»

Ростех представил гаджет для оснащения аппаратуры связи и промышленного оборудования, кроме того, он может использоваться для автомобиле- и станкостроения. Прибор может работать в самых суровых условиях – при температуре от -20°С до +50°С, а также в условиях высокой влажности до 98% и пониженного атмосферного давления. «ПК-С» работает на отечественной операционной системе ASTRA LINUX. Он оснащен четырьмя портами USB 2.0, обладает оперативной памятью до 8 Гб, поддерживает ЕСС-модуль, который автоматически распознает и исправляет возникшие ошибки памяти», – сообщили в пресс-службе холдинга «Росэл». Сейчас устройство находится на стадии финальных испытаний. 
 

Текст: Ирина Баландина

Иллюстрации сгенерированы freepik.com и shedevrum.ai