Создан материал для разработки модулей энергонезависимой памяти нового поколения

Фазоизменяемые материалы (ФИМ) — уникальный класс веществ, обладающих высоким воспроизводимым контрастом электрических и оптических свойств между аморфной и кристаллической фазами. Это свойство нашло широкое применение: такие материалы, как Ag4In3Sb67Te26 (AIST) и Ge2Sb2Te5 (GST) в последние десятилетия используют для оптической записи данных.

🗣Коллектив учёных из Института проблем лазерных и информационных технологий РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН @fsrc_channel представил результаты исследования динамики изменения коэффициентов оптического пропускания и отражения тонких пленок GST при фазовых переходах, индуцированных фемтосекундным лазерным излучением.

▪️ Предложена предсказательная модель на основе термокинетического подхода, позволяющая качественно и количественно определить долю кристаллической фазы и глубину её залегания в плёнке GST.

💬 Представленные результаты демонстрируют, что простая кубическая фаза играет важную роль при быстрых фазовых переходах в ФИМ. Использование многоимпульсных режимов может позволить добиться хорошей воспроизводимости подготовки состояний тонкой плёнки ФИМ и, кроме того, обеспечить большое количество безошибочно считываемых состояний.

🔗 Подробнее — на сайте РАН.

💬«Когда мы обдумывали, с чем придём в «Приоритет-2030», договорились провести стратегическую сессию с нашими производственными партнерами. Пришли человек 30 директоров и представителей промышленности. Большинство знакомо нам, многие — наши выпускники. Задачу ставили амбициозную: подвигнуть коллективы предприятий к внедрению разработок, технологий и к постановке на производство линейки критически важных для страны продуктов: мономеров, реакционноспособных смол, специальных каучуков и пластиков. Я выступал, говорил о таких продуктах, Марат Ваниев объяснял, как мы выбирали цели, сверяясь с перечнем приоритетных продуктов Минпромторга. Говорил зажигательно, но при фразе «нам предстоит пройти Долину смерти», народ насторожился», — рассказывает ректор ВолГТУ @volgogradpolitech Александр Навроцкий.

🗣Марат Ваниев руководит в университете кафедрой «Химия и технология переработки эластомеров», а «Долина смерти» на языке профессионалов означает 5-7 уровни технологической готовности научно-технологических разработок (TRL - Technology Readiness Level). 1-й уровень - идея, 9-й - массово выпускаемая на продажу продукция.

🧪Вузы замирают на 3-4 уровне, потому что дальше надо масштабировать успешно сваренное «в колбе», а получить продукт в объеме 20 л, 100 кг, 1000 тонн — совсем другое дело. Одолеть 5-7 переделы технологической готовности во всем мире считается так же сложно, как пройти сквозь Долину смерти.

🗞 О том, как ученые ВолгГТУ не позволили погибнуть предприятиям малотоннажной химии и как нашли замену импортным компонентам для производств, читайте в статье Елизаветы Понариной «Идем через долину» в №51 газеты «ПОИСК» (выйдет 22 декабря).

Горячие электроны охлаждают Солнечную систему

Неожиданно маленькую толщину гелиосферного ударного слоя Солнечной системы можно объяснить электронной теплопроводностью. Это доказали результаты трёхмерного кинетико-магнитогидродинамического моделирования, которое провели сотрудники ИКИ РАН @mediaiki.

🛰 Таким образом удалось объяснить наблюдения, сделанные аппаратами «Вояджер-1» и «Вояджер-2» (NASA) в 2012 и 2018 годах. Попытки объяснить такую малую толщину вариациями параметров межзвёздной среды, например, направлением магнитного поля, оказались неудачными.

🗣Зав. лабораторией межпланетной среды ИКИ РАН, профессор МГУ им. М. В. Ломоносова профессор РАН Владислав Измоденов и ст. н. с. ИКИ РАН и ИПМех РАН @IPMechRAS Дмитрий Алексашов, предложили, что причину надо искать не во временных изменениях характеристик, а в самом «устройстве» гелиосферы, и поэтому следует рассмотреть её более детально.

☀️ Оказалось, что влияние электронной теплопроводности на структуру гелиосферы очень значительно и наиболее заметно именно в области гелиосферного ударного слоя. Вблизи плоскости солнечного экватора его толщина уменьшается примерно на 20 %, по сравнению с «начальной моделью», из-за того, что гелиопауза приближается к Солнцу. Именно это и показали «Вояджеры».

✔️ Кроме объяснения имеющихся фактов, новая модель позволила сделать несколько предсказаний, которые ещё предстоит проверить.

🔗 Подробнее — на сайте РАН.

На противораковую активность аналогов куркумина влияет присутствие фтора

Куркумин, соединение природного происхождения, выделенное из корней растения Curcuma longa, обладает противоопухолевой активностью, безопасен и хорошо переносится даже в высоких дозах. Однако в связи с низкой растворимостью и низкой биодоступностью его использование в клинической практике ограничено.

🔬 Учёные ИНЭОС РАН @ineosras уже несколько лет ведут работы по созданию противораковых препаратов на основе производных куркумина с добавлением различных химических элементов, например атомов фтора.

🧪 За несколько лет синтезировано и исследовано более 20 химических структур, получен патент на три синтетических аналога. При этом оказалось, что фторированные аналоги до 57 % эффективнее подавляют рост раковых клеток, чем соединения без фтора. Причина такого эффекта до сих оставалась не известной.

🟡 В новой совместной с коллегами из ИХР РАН @isc_ras работе исследователи сравнили структуру двух синтетических аналогов куркумина из ряда запатентованных. Оказалось, что добавление атома фтора перераспределяет электронную плотность от основной части молекулы, что изменяет ее геометрию и, как следствие, свойства.

🔗 Подробнее — на сайте РАН.

В СО РАН разработали систему всестороннего мониторинга Байкала

Еще в 2002 году в Сибирском отделении РАН был создан Научный совет по проблемам озера Байкал, сейчас его возглавляет председатель СО РАН академик Валентин Пармон.

💧 Декабрьское заседание совета стало, можно сказать, революционным. Обсуждались итоги масштабной и многолетней научно-исследовательской работы «Влияние изменений уровня воды в озере Байкал на состояние экосистемы озера, определение ущерба объектам экономики и инфраструктуры прибрежной территории Республики Бурятия, Иркутской области в зависимости от уровней озера и сбросов Иркутской ГЭС». До сегодняшнего дня таких комплексных системных исследований по проблеме влияния изменения уровня воды в Байкале на состояние экосистемы озера и  инфраструктуры не проводилось.

💬 «Впервые за время эксплуатации Иркутской ГЭС мы предложили снизить уровень при весеннем наполнении с тихоокеанской отметки 456,15 м до 455,8. И доказали, что такое снижение не вредит экосистеме», — комментирует заместитель председателя Научного совета, директор ИДСТУ СО РАН и директор Иркутского филиала СО РАН @ID_SB_RAS академик Игорь Бычков.

⚡️ А в рамках «проекта-стомиллионника», выполненного в 2020-2023 годы, институтам СО РАН удалось построить не имеющую аналогов в мире сеть комплексного мониторинга больших природных территорий, обеспечивающую регистрацию антропогенных выбросов в атмосферу, экстремальных природных (пожаров), геологических, эколого-геохимических, климатических, биологических процессов и гидрологических режимов водоемов с высоким временным разрешением: данные регистрируются каждые 5 сек.

🗞 Подробности — в материале Ольги Колесовой «Оправа для жемчужины»  в новом номере газеты «ПОИСК» 22 декабря.

Ежегодная открытая конференция ИСП РАН собрала более тысячи участников

Открытая конференция ИСП РАН @ispras прошла в декабре в здании Президиума РАН в Москве и была посвящена 75-летию отечественных информационных технологий. За два дня её посетили более 1 тыс. участников и столько же посмотрели онлайн-трансляцию.

⚡️ В ходе пленарной сессии директор ИСП РАН академик Арутюн Аветисян рассказал о создании консорциума в составе ИСП РАН, ОИЯИ и ⚛️НИЦ «Курчатовский институт». Целью работ станет обработка данных в рамках проектов «мегасайенс», а также создание коллаборативной сервис-ориентированной цифровой среды науки и образования.

💬 «В формате «мегасайенс» сейчас развиваются все отрасли науки. Чтобы это происходило успешно, необходима умная облачная платформа науки и образования, предназначенная для междисциплинарных проектов. Для её создания мы совместно с ОИЯИ и Курчатовским институтом организовали консорциум. Вместе мы сможем создавать наукоёмкие технологии, и что очень важно — готовить высококвалифицированные кадры», —сообщил Арутюн Аветисян.

🔐 В рамках пяти научных секций на конференции было представлено около 100 докладов. Ставшая традиционной секция по кибербезопасности в этом году получила дополнительный фокус на вопросах образования. Главными темами стали образовательные стратегии и совместная работа по повышению безопасности программ с открытым исходным кодом.

⌨️ Также прошёл круглый стол «Цифровая медицина», участники которого обсудили современные достижения и вызовы разработки ПО, а также вопросы взаимодействия между врачами и программистами.

🔗 Подробнее — на сайте РАН.

Разработана методика анализа состава камней в почках во время операции

Одна из основных проблем при проведении лазерной литотрипсии (процедуры дробления камней в почках с помощью лазерного инфракрасного излучения) — это необходимость подстраивать режим работы лазера в зависимости от химического состава и структурных особенностей камней.

💬 Учёные физического факультета и МНОЦ МГУ — участники НОШ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» @MSU_photonics — разработали оптическую методику, позволяющая определить состав камней в почках во время операции.

🗣 Методика основана на методах оптической спектроскопии: спектроскопии диффузного отражения и многоволновой флуоресцентной спектроскопии. Было обнаружено, что для каждого типа конкрементов (уратные, оксалатные, гидроксиапатиты) в спектрах флуоресценции имеют место свои особенности. А анализ спектров поглощения камней показал, что их форма зависит от состава камня.

⚡️ Собранные данные послужили основой для создания классификационной модели, которая смогла различить три типа конкрементов с точностью более 90 %. Это важный шаг на пути к повышению эффективности интраоперационного принятия решений, так как он позволяет врачам быстро и точно определить состав камней и выбрать наиболее подходящий режим дробления.

🔗 Подробнее — на сайте РАН.

Сибирские учёные оптимизируют процесс получения «зелёного» этилена

Кинетическую модель промышленного процесса получения этилена из биоэтанола создали учёные ФИЦ Институт катализа СО РАН, чтобы проверить, как влияют примеси в исходном сырье на качество и выход целевого продукта.

⚡️ Получение чистого этанола без примесей — довольно дорогая процедура, которая занимает более 20 % энергозатрат от производства самого спирта. Было важно понять, возможно ли использовать этанол с примесями без предварительной глубокой очистки в производстве этилена.

✔️ Исследователи смоделировали получение в промышленном реакторе этилена из биоэтанола чистотой 92 % с содержанием примеси изопропанола 0,03–0,3 %. Оказалось, что наличие примесей тормозит образование побочных соединений, что повышает выход целевого продукта.

💬 «Вместе с этиленом в ходе реакции у нас получаются побочные продукты — например, бутилен и ацетальдегид. Примеси изопропанола тормозят все реакции, но в большей степени именно реакцию образования ацетальдегида. Селективность по всем продуктам в сумме равна 100 %, и если селективность побочных продуктов снижается, то селективность целевого — этилена — увеличивается. Мы выяснили, что образование ацетальдегида тормозится в семь раз сильнее, чем образование остальных продуктов. По нашим данным, это делает процесс более экономически выгодным, потому что не требуется глубокой очистки этанола», — рассказала ст. н. с. отдела технологии каталитических процессов ИК СО РАН Елена Овчинникова.

🔗 Подробнее — на сайте РАН.

Термодинамическая стабильность нептуния может превзойти ожидания

Нептуний, доля которого в ядерном топливе составляет менее 1 %, обладает длительным периодом полураспада. Однако с течением времени его концентрация в отходах возрастает за счет распада другого радионуклида – америция.

☢️ Важно уметь прогнозировать различные сценарии этого процесса, в том числе утечки нептуния и его взаимодействия с окружающей средой, для обеспечения безопасности хранилищ ядерных отходов в долгосрочной перспективе.

⚛️ Учёные химического и геологического факультетов МГУ и НИЦ «Курчатовский институт» изучили свойства содержащегося в отработавшем ядерном топливе нептуния, которые помогут предсказывать процессы его полураспада.

✔️ Благодаря совместной работе радиохимиков, химиков-неоргаников и специалистов в области синхротронных исследований удалось впервые полностью расшифровать структуры гексагонального калиевого карбоната нептуния и триклинного натриевого карбоната.

➡️Авторы выявили механизм, который указывает на более высокую, чем предполагалось ранее, термодинамическую стабильность элемента. На следующих этапах планируется продолжить исследование, а также изучить смешанные карбонаты плутония.

Фото — Евгений Курсков /ТАСС

Найден метод определения динамической структуры белка вируса Денге

Сериновую протеазу вируса Денге, который распространяется из Африки и Азии в страны Европы и передается людям от комаров, изучают учёные ИХБФМ СО РАН @icbfm_nsk совместно с коллегами из ИБХ РАН @ibchRu и Швеции.

⚡️ При распространении инфекции в организме человека синтезируется длинная полипептидная цепочка. Протеаза разрезает эти цепочки на более короткие фрагменты, которые становятся активными белками вируса, из них формируется структура новых копий. Если получится нарушить работу протеазы, то вирус перестанет размножаться.

🔬 Учёные скомбинировали классические, уже известные подходы и предложили новый метод. Об этом изданию «Наука в Сибири» рассказал зав. лабораторией структурной биологии, зам. директора по научной работе ИХБФМ СО РАН Александр Ломзов:

💬 «Мы разработали методику, чтобы искать набор интересующих нас структур. Получилась такая схема: сначала синтезируем белок, исследуем его методами ядерного магнитного резонанса. Дальше на основе этих данных проводим компьютерное моделирование, получаем набор структур. Снова проводим компьютерное моделирование, но более детальное, рассчитываем динамические параметры, смотрим, как двигаются и взаимодействуют отдельные атомы. После все эти данные мы объединяем и анализируем в совокупности, делаем вывод о том, какие структуры могут присутствовать в растворе».

➡️ По словам учёного, уже найдено модельное соединение, которое «предположительно может сработать». В дальнейшем знания о структуре можно будет использовать для создания и улучшения ингибитора.

🔗 Подробнее — на сайте РАН.

Места размножения уссурийского когтистого тритона найдены через 137 лет после его описания

📕 Занесённое в Красную книгу РФ земноводное, уссурийский когтистый тритон из рода безлёгочных тритонов обитает исключительно на территории южного Сихотэ-Алиня. Многие аспекты жизни его остаются слабо изученными, особенно в области размножения.

🦎 Долгое время в ручьях находили только подросших личинок, а где откладывалась икра и обитали личинки на ранних стадиях, не было известно. Первые сведения появились только около 70 лет назад.

💦 В конце мая 2023 года учёные ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН @fsc_biosoil нашли в одном из ручьёв постоянное место размножения уссурийского когтистого тритона. Под слоем галечника толщиной около 0,4 м было обнаружено 72 кладки икры, прикреплённых к нескольким небольшим камням.

💬 «Мы были поражены находкой, но это открытие влечёт за собой больше вопросов, чем ответов, и для их решения запланирован круглогодичный мониторинг за нерестилищем, расположенным на территории Верхнеуссурийского стационара ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН», — рассказала ст. н. с. лаборатории териологии Ирина Маслова.

🔗 Подробнее — на сайте РАН.