Робот-космонавт, жидкий кристалл и облепиха против рака. Топ разработок российских ученых

Российский робот‑космонавт «Теледроид» после отработки на МКС отправится на Луну и другие планеты. Технологии копирующего управления и автономной работы, которые сейчас тестируют на борту, лягут в основу систем для Российской орбитальной станции и будущих межпланетных миссий. Безногий антропоморфный робот будет помогать космонавтам выходить в открытый космос и работать на поверхности небесных тел. 

Мы продолжаем рассказывать о последних достижениях российской науки. На этот раз речь также пойдёт о жидком кристалле, который переключает свет без единого движения внутри прибора; об искусственной почве для выращивания растений в космосе, Арктике и пустынях; о твердооксидных топливных элементах с рекордной мощностью, и о природном соединении из листьев облепихи, подавляющем злокачественные клетки. Подробнее обо всём читайте в нашем материале.

Робот «Теледроид» готовится к работе на Луне

Технологии, разработанные в рамках проекта российского антропоморфного робота «Теледроид» на МКС, могут быть использованы как на Российской орбитальной станции (РОС), так и на Луне и других небесных телах. Об этом сообщил главный конструктор проекта — заместитель генерального директора «Корпорация робототехники» Евгений Дудоров.

«Технологии, которые мы отрабатываем в рамках эксперимента — создание исполнительной системы (собственно робота), задающего устройства копирующего типа, системы технического зрения и автономного управления роботом — применимы в дальнейшем и на РОС, и на других орбитальных станциях. Потенциально они могут быть использованы также на Луне и других объектах Солнечной системы, которые планируется исследовать», — рассказал он.

Сам эксперимент разбит на три этапа: работы по управлению виртуальной моделью робота, эксперименты с роботом внутри герметичного отсека орбитальной станции и работы на внешней стороне МКС, где будет смонтирован специальный стол для экспериментов и внешняя камера для наблюдения и контроля.

«Теледроид» представляет собой антропоморфную систему торсового типа (без ног), оснащённую техническим зрением. Он сможет как выполнять команды в копирующем режиме, повторяя действия космонавта, надевшего экзоскелет, так и делать часть задач автономно.

Жидкий кристалл, который переключает свет без изменения схемы

Представители Красноярского научного центра СО РАН представили фотонную структуру, управляемую электрическим полем. Разработка позволяет изменять траекторию светового луча без механического вмешательства в конструкцию.

Фотонные топологические изоляторы — класс оптических устройств для контроля над перемещением света внутри компактных систем — применяются при проектировании линий передачи данных, сенсорных элементов и фотонных микросхем, где световые сигналы заменяют традиционные электрические. Ключевая сложность таких структур заключалась в фиксированном маршруте излучения: траектория закладывалась на этапе производства и не поддавалась корректировке.

Исследователи красноярского центра предложили оригинальный подход, интегрировав в конструкцию активный компонент на базе холестерического жидкого кристалла. Молекулы этого вещества формируют спиральную упаковку, что позволяет слою выполнять функцию электрического переключателя. При подаче напряжения кристалл направляет световой пучок по одному из двух возможных путей: прямо или в обход основного канала.

Практические испытания продемонстрировали, что переключение между траекториями происходит исключительно за счёт изменения напряжения без необходимости разбирать или модифицировать саму структуру. Время отклика системы оценивается в несколько десятков миллисекунд. Дополнительным преимуществом стала возможность электрической изоляции отдельного повреждённого резонатора: даже при локальных нарушениях целостности вся система продолжает работать в штатном режиме.

Как отметил представитель института Пётр Ким, внедрение жидкого кристалла устраняет прежнее ограничение на статичность маршрутов и даёт инженерам инструмент для проектирования надёжных компонентов с изменяемой конфигурацией для нужд оптической связи и сенсорики.

Уральские учёные в восемь раз повысили мощность твердооксидных топливных элементов

Специалисты Уральского федерального университета (УрФУ) и Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН модифицировали конструкцию твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ), увеличив его выходную мощность в восемь раз. Результат достигнут за счёт двух усовершенствований анода. К электроду присоединили проводящую серебряную «паутинку», улучшающую сбор тока, а также пропитали его микрочастицами никеля и оксида церия, которые служат катализаторами ускоренного расщепления водорода.

По словам руководителя проекта Дениса Осинкина, электрохимическая активность электрода возросла более чем в 20 раз. В итоге мощность элемента составила 450 мВт/см² при рабочей температуре 800 °C. При этом базовый состав материала не меняли, а модернизированный анод сохранял стабильность не менее 500 часов.

ТОТЭ напрямую превращают химическую энергию газообразного топлива (водорода, метана, биогаза) в электричество и тепло, не имея движущихся частей, бесшумно и с высоким КПД, выделяя лишь воду. Такие установки применяются в стационарной энергетике, на транспорте и в космических аппаратах.

Новая разработка открывает путь к более компактным и мощным энергосистемам. Учёные планируют увеличить показатель ещё в полтора раза. Исследование выполнено при поддержке РНФ и опубликовано в Journal of Power Sources.

Искусственная почва для космоса, Арктики и пустынь

Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) разработали долговечный субстрат — искусственную почву, при помощи которой можно выращивать растения в экстремальных условиях.

Субстрат напоминает плотную влажную губку: ему не грозят пыль, плесень или рассыпчатость. Кроме того, это материал без токсинов, который предназначен для многоразового использования. С ним можно работать в 15 раз дольше, чем с аналогами. Разработка содержит пористые композиционные материалы из раствора поливинилового спирта, а наполнен субстрат опилками, стружкой и торфом.

Изобретение пригодно для использования в космосе, Арктике, пустынях и на участках с бедной почвой. Технология открывает новые возможности для обеспечения растений питательной средой в самых суровых условиях планеты и за её пределами.

В листьях облепихи нашли вещество, подавляющее раковые клетки

Российские учёные обнаружили в листьях облепихи вещество казуариктин, способное останавливать рост раковых клеток. Открытие сделали специалисты Всероссийского научно-исследовательского института лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР).

Метаболическая активность опухолевых клеток падает пропорционально концентрации вещества и времени его воздействия — это показали эксперименты института. «Обнаруженное соединение выступает мощным ингибитором, подавляющим злокачественные клетки», — рассказала старший научный сотрудник ВИЛАР Елена Жничкова.

По её словам, открытие создаёт серьёзную базу для разработки новых противоопухолевых препаратов. Природное соединение из листьев облепихи может стать основой для создания лекарств, которые будут точечно воздействовать на злокачественные образования, не повреждая здоровые ткани.

Текст: Екатерина Львова