Нанотехнологии - УрФО

Перейти на основной сайт
ИА ИНВУР Логотип Инновационного портала УрФО
Вы здесь: Главная // Аналитика

В гору от ума

Добавлено: 2015-02-11, просмотров: 755


Андрей Фурсенко представил молодых лауреатов премии президента РФ в области науки и инноваций

 Фото: depositphotos.com
Фото: depositphotos.com
Помощник президента РФ Андрей Фурсенко назвал имена лауреатов премии президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за 2014 год.

Это физик Ирина Диденкулова (Нижегородский государственный университет), физик Александра Калашникова (Физтех им. Иоффе РАН, Санкт-Петербург), химик Никита Кузнецов (Институт химической биологии и фундаментально медицины СО РАН, Новосибирск), а также коллектив в составе Алексея Шатихина и Виталия Даниленко (АО ЦНИИАГ, Москва) и Георгия Васильева (НПК "Конструкторское бюро машиностроения". Имена лауреатов этой премии  традиционно объявляются в начале февраля. Это событие приурочено ко Дню российской науки. Размер каждой премии составляет 2,5 миллиона рублей. "РГ" представляет работы лауреатов.  

Исследования Никиты Кузнецова связаны с нашим геномом. Его атакуют самые разные "враги": болезни, стрессы, вредная для здоровья экологическая обстановка и т.д. Но геном на редкость живуч. Находит достойные средства защиты. Этой обороной ведает так называемая система репарации. Она поддерживает целостность генома на протяжении всей жизни организма, а ее сбои приводят к тяжелым болезням, в том числе и онкологическим. Никита Кузнецов в деталях изучает, как устроена и как работает эта "оборона".

- В ее арсенале много ферментов, которые выполняют различные функции, - поясняет ученый. - Одни должны постоянно заниматься распознанием, что перед ними: поврежденный участок ДНК или нет. Если да, то другие ферменты вступают в реакцию с этим участком и проводят операцию по его удалению. Причем делать это ювелирно, чтобы не затронуть здоровые участки. Кроме того, в организме есть особые белки, которые управляют работой группы ферментов. Нам удалось понять, как работает этот  механизм, разобраться, как ферменты взаимодействуют между собой.

Это позволит ученым целенаправленно влиять на процесс ремонта ДНК, а главное управлять им. Кроме того, врачи смогут оценить степень защиты генома любого организма. И выявить группы риска, скажем, среди тех, кто трудится в экстремальных условиях. Например, в космосе, где высок уровень солнечной радиации.

Но есть и неожиданный вариант применения этих знаний. Речь об онкологии. Дело в том, что задача противоопухолевых препаратов - повредить ДНК опухоли. Но если у пациента сильная система репарации, она противодействует лекарству. Кстати, очень дорогостоящему. Эффект лечения может быть вообще сведен до нуля. Говоря просто, система репарации восстанавливает рак. "Мы создали и запатентовали ингибиторы, которые на время терапии подавляют систему защиты, - говорит Кузнецов. - Один из этих ингибиторов является  единственным в мире". Результаты его работ опубликованы в ведущих зарубежных и отечественных журналах. Он лауреат премии администрации Новосибирской области молодым ученым, победитель конкурса грантов президента России, лауреат премии для молодых ученых СО РАН.

Ирина Диденкулова занимается природными катастрофами. Точнее накатом мощных волн на берега. А еще такой, прямо скажем, экзотикой, как волны-убийцы. Долгое время ученые относились к этому феномену довольно скептически. Дело в том, что рассказов про них существует множество, но никак не удавалось получить зафиксированный факт. И только в последнее время волны-убийцы признаны наукой. Они действительно впечатляют, достигая высоты 20-30 метров. Сегодня уже существует несколько теорий, которые объясняют их появление. 

- Для открытого моря есть несколько моделей образования волн-убийц, а мы впервые предложили такие механизмы для прибрежной зоны, - говорит Ирина Диденкулова. - Оказывается, волны-убийцы могут рождаться не только на больших расстояниях от берега, но и вблизи. Причем очень неожиданно. Дело в том, что в отличие от глубоководья на мелководье волна "чувствует" дно. К примеру, любая подводная горка, холм отражают накат, и начинается его сложное взаимодействие волн. А если бухта имеет форму параболы, то средние по высоте волны могут сфокусироваться и тоже породить "убийцу". Или если волны огибают остров, то за ним образуются две системы волн, которые могут породить такую аномалию. Анализ вариантов рождения подобных волн позволил оценить частоту, с которой это происходит.

Но экстремальные волны-убийцы - это лишь часть научных интересов Ирины Диденкуловой. Она предложила новый подход к оценке наката волн на берег. Это крайне важно для  экономики. Ведь зная рельеф дна в конкретном месте, можно рассчитать возможные риски от цунами и с ясными глазами принимать решение, где и что строить. Кстати, отсутствие такой оценки стала одной из главных причин  трагедии с японской АЭС "Фукусима".

- Мы показали, что двух традиционных параметров для оценки волны - высоты и длины - недостаточно, чтобы оценить возможный риск ее наката на берег,  - говорит ученый. - Оказалось не менее важно учитывать форму волны и, прежде всего, крутизну переднего фронта. Кроме того, мы проанализировали различные варианты рельефа дна и самих берегов. Это позволило создать классификатор, где показаны наиболее опасные варианты  сочетания рельефа и цунами. В частности, в бухтах параболической формы волны усиливаются значительно больше, чем на открытых берегах. Именно это стало главной причиной катастрофических цунами на Самоа в 2009 году, а также в Японии в 2011, когда затопило АЭС "Фукусима".

Цунами в океане - явление обычное. Но цунами на реке или озере? Оказывается, это вполне реально. Такие явления зафиксированы, к примеру, на озерах Швейцарии и Новой Зеландии. "У нас подобные явления наблюдались в свое время на Иртыше, - говорит Диденкулова. - А летописи рассказывают, как в 1597 году на Волге поднялась такая волна, что суда выбросило на 50 метров на сушу. Причина - оползень Печорского монастыря в Нижнем Новгороде. Нами предложены аналитические модели возникновения цунами от подводных оползней".

Коллеги говорят, что по уровню и числу работ, выполненных доктором физико-математических Ириной Диденкуловой, можно подумать, что этому ученому минимум более 50 лет. А ей всего 34 года… Она одна из известных ученых-океанологов, автор более 70 научных статей в ведущих реферируемых научных журналах, стипендиат фондов Мари Кюри, Гумбольдта и INTAS. Ее индекс Хирша 14.

Работы Александры Калашниковой - самый передовой край современной науки. Речь о магнитооптических дисках записи и хранения информации. Существует устойчивое мнение, что подобная наукоемкая техника по плечу только узкому кругу высокоразвитых стран, законодателям моды в области микроэлектроники, а удел России - нефть и газ. Словом, сырьевой придаток. Но работа Калашниковой говорит об обратном. Сегодня ведущие лаборатории мира стремятся сделать эффективные магнитооптические диски, которые сочетают свойства оптических и магнитных накопителей. Для чтения информации используется лазер, для стирания и записи - одновременно лазер и магнитная система.

- Такие системы  имеют как очевидные достоинства, так и очевидные минусы. Главный недостаток - низкая скорость записи и стирания информации, - объясняет Александра Калашникова. - Время переключения на перезапись составляет около 1 наносекунды. Это очень много. Чтобы ускориться, нужны очень мощные импульсы магнитного поля, что нереально для такой техники. Мы предлагаем другой вариант: вообще отказаться от магнитного поля и всю работу по записи, считыванию и стиранию информации поручить лазеру.

Для этой необычной операции подходит только особый лазер, с очень короткими импульсами (10 в минус двенадцатой степени секунды). С их помощью российским ученым удалось достичь рекордного быстрого времени записи и считывания информации  - 30 пикосекунд. Это в 100 раз быстрей,  чем в системах с применением магнитного поля. Такие результаты можно назвать прорывом. Ведь еще недавно считалось, что управлять  намагниченностью на столь коротких промежутках времени в принципе невозможно. 

Пока эта уникальная технология еще не вышла за стены лаборатории. Ученые изучают, что происходит в материале диска при воздействии "стремительного" лазера, как сверхкороткие импульсы взаимодействуют с материалом диска, как вообще происходит запись. Вопросы сугубо фундаментальные, но прояснив их, ученые смогут сделать новую технологию действительно революционной.  Для таких исследований в лаборатории Калашниковой создана единственная в России установка для магнитооптической спектроскопии. Именно она и позволяет изучать процессы в материалах при воздействии фемтосекундного лазера. Важно подчеркнуть,  он работает не на фиксированной длине волны, как в зарубежных лабораториях, а может ее перестраивать. Таким образом, намного расширились возможности исследований, в частности, диапазон изучаемых материалов.

Полученные Александрой Калашниковой результаты могут стать основой для создания нового направления междисциплинарных научных исследований, связанных с разработкой принципиально новых способов обработки и хранения информации на основе сверхбыстрой оптомагнитной записи с использованием магнитных материалов. Результаты ее исследований опубликованы в ведущих научных журналах, она автор 27 научных работ, имеет индекс Хирша - 11.

Лауреатами в области оборонной техники стали Алексей Шатихин, Виталий Даниленко и Георгий Васильев. Ими создано программное обеспечение для автоматизации и управления комплекса "Искандер-М". Благодаря программным и схемотехническим решениям удалось  сократить время подготовки комплекса к работе, повысить его живучесть. Улучшение тактико-технических характеристик комплекса обеспечило принципиально новое качество применения высокоточного оружия большой дальности. Результатом работ стала поставка в Вооруженные силы России современных автоматизированных комплексов "Искандер-М".


"Российская газета"