В основе разработки — новый отечественный реагент Финатек КВ-35. Он не агрессивен к углеродистой стали и хорошо оседает на металле, формируя защитную пленку. Реагент постепенно дозируют в тепловую сеть до нужной концентрации, а затем сеть продувают — это снижает содержание железа, которое появляется при отмывке труб от коррозии.

Главное преимущество технологии — длительная консервация тепловых сетей в межотопительный период. Она позволяет отказаться от деаэрации и циркуляции сетевой воды, что позволит заметно снизить расходы теплоснабжающих компаний на собственные нужды производства.

«Научным коллективом нашего университета была предложена и успешно реализована технология длительной консервации тепловых сетей. Преимущество разработки — применение отечественных реагентов и оборудования, что особенно важно для теплоснабжающих компаний в условиях санкций и дефицита дорогостоящих зарубежных реагентов», — прокомментировал ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев.

Для внедрения технологии специалисты МЭИ создали специальную гравитационную установку — в отличие от аналогов, она не расходует электроэнергию на дозирование реагента. Также разработан гравитационно-магнитный обезжелезиватель, который поддерживает нормируемый уровень продуктов коррозии железа в контуре тепловой сети.

Технологию разработали сотрудники кафедр тепловых электрических станций и теоретических основ теплотехники НИУ «МЭИ» под руководством директора НПЦ «Энергетические и экологические технологии» Дмитрия Чугункова.​

Источник информации: Управление общественных связей НИУ «МЭИ»

Источник фото: ru.123rf.com

Попутный нефтяной газ выделяется при нефтедобыче в больших объемах, что позволяет использовать его для выработки электричества прямо на месте — это гораздо дешевле и удобнее, чем поставка природного газа. Однако у него есть и неприятная особенность: при сжигании попутного газа в воздух выбрасываются такие токсичные вещества, как сероводород, оксиды азота и углерода. Кроме того, постоянное горение газа с примесями мешает стабильной работе самих газотурбинных установок. Поэтому в Пермском Политехе решили снизить температуру горения внутри установки и нагревать газ заранее. Об этом «Научной России» рассказала Алена Шилова, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ.

«Традиционные газотурбинные установки обеспечивают процесс горения за счет высокой температуры в зоне горения — 1500-1800 К. Далее продукт сгорания охлаждается дополнительной подачей воздуха и подается на турбину. Мы же предлагаем использовать более низкую температуру в зоне горения, в пределах 1200 К, а также производить подогрев топливного газа до подачи в камеру. Благодаря этому его плотность уменьшится, а перемешивание будет происходить более интенсивно, за счет чего снизится объем выделения оксида углерода (CO) — одного из наиболее вредных веществ», — рассказала Алена Шилова.

Кроме того, по словам исследовательницы, от температуры в камере напрямую зависит объем выделений оксида азота: если ее снизить, то их будет меньше.

Технология предназначена в первую очередь для применения на небольших месторождениях, где сравнительно малые объемы нефтяного газа не позволяют установить большую газотурбинную установку.

«Таким образом, мы сможем сжигать небольшие объемы попутного нефтяного газа непосредственно с месторождения, чтобы обеспечить электроэнергией как само месторождение, так и ближайший жилой поселок. Также новый метод подходит для использования на стройках, до которых невозможно довести газопровод. То есть в первую очередь мы говорим о таких местах, где нет электричества и тяжело обеспечить работу большой газотурбинной установки», — отметила Алена Шилова.

Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ

Фото: cc0collection / 123RF

От викингов до угледобытчиков

Шпицберген — крупный архипелаг в Северном Ледовитом океане, расположенный между Баренцевым и Гренландским морями. Открыт он был в 1596 г. голландским мореплавателем Виллемом Баренцем, который искал морские пути в Ост-Индию через север, поскольку в Атлантическом океане в то время господствовали испанцы и португальцы. Но подобно тому, как европейцы плавали в Америку задолго до открытия Колумба, о чем свидетельствуют, в частности, исландские саги, подробно описывающие встречи викингов с североамериканскими индейцами (скрелингами), настоящая история освоения Шпицбергена тоже началась гораздо раньше. Кстати, и здесь основным источником долгое время служили исландские саги, свидетельствующие о том, что викинги знали о Свальбарде (норвежское название Шпицбергена) еще в конце XII в.

Кто и когда впервые ступил на эту землю на самом деле, доподлинно неизвестно. Существовала даже версия о том, что поселения здесь существовали еще в каменном веке. Правда, раскопки в XX в. подтвердить ее не смогли. Зато в распоряжении историков есть, например, датированное 1871 г. прошение вологодского крестьянина российскому правительству о предоставлении особых прав на эксплуатацию природных ресурсов на том основании, что якобы его предки осваивали архипелаг еще до основания Соловецкого монастыря, то есть до 1430-х гг. Достоверных подтверждений этому, конечно, нет. А вот некоторые находки Шпицбергенской экспедиции, работавшей на архипелаге с конца 1970-х гг. до 2003 г. под руководством известного советского и российского археолога Вадима Федоровича Старкова, вполне могут свидетельствовать о присутствии здесь русских поморов в XVI–XVII вв.

Так или иначе, в XVII в. Шпицберген становится центром китобойного промысла, который активно осваивают европейцы. Поморы же промышляли там вплоть до начала XX в., когда архипелаг привлек внимание крупнейших мировых держав как важный источник каменного угля.

На ничейной земле

До начала ХХ в. Шпицберген официально никому не принадлежал, более того, по постановлению Совета министров Российской империи в 1913 г. архипелаг объявлялся «никому не принадлежащей территорией, одинаково открытой для промышленной эксплуатации всех народов». В те годы добычей угля на Шпицбергене начинают усиленно заниматься не только Россия и Норвегия, но и Германия, Великобритания и США.

Все изменилось в 1920 г., когда группа государств, включая Норвегию, Великобританию, Францию, США и Японию, подписали в Париже договор о Шпицбергене. Поскольку Советскую Россию ни одна из этих стран на тот момент не признавала, в этих переговорах она не участвовала. Парижский договор признавал суверенитет Норвегии над сухопутным пространством Шпицбергена, правда, с оговорками: Норвегия не имела права создавать на архипелаге укрепления и использовать его для военных целей, да и вообще не должна была как-либо мешать государствам—участникам договора использовать природные ресурсы архипелага.

Несмотря на то что СССР не участвовал в Парижском договоре, советские дипломаты вели переговоры с норвежскими властями, и в 1924 г. в обмен на официальное признание со стороны Норвегии Советский Союз отказался от притязаний на архипелаг. Это, однако, не означало отказа от присутствия на Шпицбергене. В 1935 г. СССР подписался под Парижским соглашением, которое действует и по сей день. Таким образом, хотя никто не оспаривает принадлежность архипелага Норвегии, СССР (и, соответственно, Россия) отстоял право вести там промышленную и хозяйственную деятельность. Поэтому на архипелаге появились угледобывающие рабочие поселки. Но угольные шахты на Шпицбергене постепенно исчерпали свои ресурсы, и большинство поселений теперь заброшены. В настоящее время из российских шахтерских поселков остался только Баренцбург, в котором находятся генеральное консульство России и музей поморской культуры.

По договору Норвегия не может запретить российским компаниям заниматься добычей угля (в данный момент этим занимается государственный трест «Арктикуголь»), зато в сфере охраны природы у норвежских властей есть все законодательные полномочия. И в 2001 г. Норвегия приняла закон «о защите окружающей среды Свальбарда», который фактически запрещает воздействовать на экосистему архипелага. Именно по этому закону запрещены не только раскопки, но и перемещение объектов, находящихся на поверхности.

Между тем Шпицберген на протяжении веков был для русских поморов важным пунктом в освоении северных морей. Но интерес для изучения археологов представляет не только поморское наследие. Например, в окрестностях Баренцбурга обнаружены первые разведочные шахты европейских компаний, относящиеся к самому началу XX в. С этого началась история добычи угля, которая длилась больше 100 лет и на данный момент мало изучена. Свой след здесь оставили и европейцы, и различные северные народы. В общем, эта земля представляет собой уникальное пересечение культур, но исследовать их теперь практически невозможно. Или все же возможно?

Долог путь до архипелага

Сложности в исследовании Шпицбергена начинаются еще на этапе организации экспедиционных работ. Даже с учетом сохраняющегося до сих пор российского присутствия, добраться туда с территории нашей страны — задача крайне сложная, особенно в последние годы. Сделать это можно только на водном транспорте, который Институту археологии предоставляет трест «Арктикуголь». Как рассказал корреспонденту «Научной России» Алексей Сергеевич Федоров, руководитель Шпицбергенского археологического отряда, младший научный сотрудник отдела археологии Московской Руси Института археологии (ИА) РАН, это, во-первых, требует больших расходов, во-вторых, ограничивает ученых во времени и возможностях передвижения. Поэтому договориться о транспортировке — это только первый шаг. Но в районе архипелага также проводит исследования Полярная морская геологоразведочная экспедиция (ПМГРЭ). И если объединить усилия с ними, то возможностей для изысканий будет уже больше.

«Сезон складывается удачно, если мы можем получить транспорт на нужные нам даты. Если этого не происходит, то нам могут дать судно на один день, и за восемь-девять часов мы должны обследовать крайне ограниченную территорию. Поэтому мы стараемся спланировать так, чтобы выехать к геологам и остановиться в их полевом лагере. Так мы можем провести полноценное исследование: из базового лагеря геологов мы выходим пешком и проходим доступные береговые участки, иногда довольно большие», — поделился А.С. Федоров.

Новые находки в аварийном состоянии

В прошлом году совместный с геологами маршрут привел к новым открытиям в районе бухты Эбельтофтхамна в северо-западной части архипелага.

«Мы всегда стараемся объединять усилия различных исследовательских команд. В данном случае мы смогли договориться с геологами: Александр Николаевич Сироткин (главный геолог Шпицбергенской геолого-поисковой партии ПМГРЭ. — Примеч. ред.) в прошлом году проводил исследования в этом районе. Мы приехали на базу геологического лагеря, разместились там и обследовали округу. Поскольку лагерь располагался поблизости от бухты Эбельтофтхамна, мы уже при планировании работ понимали, что там будет интересный объект, который раньше российские археологи не посещали», — рассказал А.С. Федоров.

Обнаруженный объект представляет собой довольно большое по площади поморское становище из трех жилищных комплексов разных временны́х периодов. Самый большой из них состоит из пяти построек — двух бревенчатых домов, которые были оценены археологами как жилые, и еще трех, интерпретированных как хозяйственные. Правда, более или менее определенно можно сказать только об одной из построек, где было обнаружено основание печи — значит, это скорее всего был жилой дом. Назначение остальных строений без раскопок, которые обнаружили бы находившиеся внутри предметы, невозможно.

Несмотря на то, что в целом, как отмечает А.С. Федоров, жилищные комплексы сохранились достаточно хорошо, есть тревожный фактор: они находятся на самом берегу и размываются морской водой. С другой стороны, из-за размыва на поверхности оказались объекты материальной культуры, которые российским археологам также удалось детально изучить: венчики керамических горшков, фрагменты кожаной обуви и некоторых хозяйственных инструментов, таких как тесло и багор.

Еще одной важной находкой стал некрополь Эбельтофтхамны, сформированный из трех рядов. Первый находится на расстоянии от берега, поэтому здесь сохранились остатки поморских крестов — ученые предполагают, что эти кресты могли быть не только предметами культа, но и навигационными знаками. А вот вторые два ряда расположились уже на самом берегу, поэтому здесь кресты, если они и были, уже не уцелели. Зато вода частично размыла погребения, в результате чего удалось обнаружить доски гроба и фрагменты черепа.

И хотя размыв позволяет увидеть то, что невозможно увидеть без раскопок, природные процессы неизбежно ведут к разрушению памятника.

«Природа Крайнего Севера такова, что морская эрозия (размыв береговых участков) будет продолжаться непрерывно. Кроме того, на Шпицбергене много гор и холмов, на которых тает снег, и этот объем воды устремляется вниз. То есть с одной стороны подмывает море, с другой — ручьи и реки, которые из-за таяния снега могут смещаться. Еще нельзя забывать, что там вечная мерзлота, которая влияет на сохранность захоронений. Допустим, усопшего положили на глубину полметра, но из-за мерзлотного пучения в грунте образуются бугры, которые выталкивают похороненного на поверхность. В совокупности все эти природные процессы приводят к постепенному разрушению памятника, и мы не в состоянии что-то с ними сделать», — отметил А.С. Федоров.

Переговоры с норвежцами

Итак, необходимость проведения спасательных раскопок очевидна — осталось донести эту мысль до норвежских коллег. Несмотря на всю сложность политической ситуации последних лет, контакты наших ученых с норвежской стороной никогда не прекращались. Любые археологические работы каждый год согласовываются в режиме онлайн через специальную систему «Свальбард». Даже после принятия закона об охране природы раскопки удавалось провести дважды: в 2004 и 2007 гг., — но после этого норвежцы ужесточили правила, и сейчас подобная заявка неизбежно будет отклонена.

Однако, по словам А.С. Федорова, норвежские ученые могут провести раскопки самостоятельно, если сочтут необходимым. Такие случаи тоже бывали: например, когда российские ученые обнаружили захоронение на острове Медвежий, который находится к югу от архипелага, но юридически имеет тот же статус, что и Шпицберген. Захоронение также находилось у берега и размывалось, в итоге норвежцы провели там спасательные раскопки. Есть вероятность, что и Эбельтофтхамна ранее обследовалась норвежскими учеными. Но это лишь предположение.

«При проведении наших работ на Эбельтофтхамне мы нашли колышки, которыми, видимо, норвежцы пытались зафиксировать состояние памятника. То есть, возможно, они в курсе, что объект размывается, но в открытом доступе этой информации нет, и нам об этом ничего не сообщали. На норвежском портале культуры есть только краткое описание объекта с примечанием, что он, возможно, имеет российскую поморскую принадлежность. А уже наши работы выявили его аварийное состояние», — отметил А.С. Федоров.

По словам ученого, сейчас Институт археологии планирует направить норвежским коллегам информацию об аварийном состоянии объекта и предложить провести там спасательные раскопки. Но каков будет ответ, предсказать невозможно.

Археологическое чутье

Единственным исследовательским методом археолога на Шпицбергене остается визуальное наблюдение. Естественно, все результаты фиксируются на фото, но при этом важно присутствовать на объекте вживую — есть и такие вещи, которые на снимках не увидишь. Значительная часть изучаемой территории покрыта мхом, но кое-где проступают квадраты, бывшие когда-то основаниями бревенчатых построек. Находясь на объекте, можно их измерить, сопоставить с данными, полученными в ходе предыдущих раскопок, и на основании этого сделать вывод о назначении этих построек. Конечно, в большинстве случаев эти выводы будут очень приблизительными.

«Все зависит от опыта археолога и его насмотренности. На отдельных постройках Эбельтофтхамны нам удалось определить способ рубки — в данном случае использовалась рубка в чашу (способ, при котором на бревнах делаются выемки, а края бревен выступают за пределы угла. — Примеч. ред.). Конечно, это все открытия на кончике пера: если бы мы могли заложить здесь раскоп, мы бы полностью раскрыли объект. А так, полагаясь на свой опыт и чутье, можем лишь делать предположения о том, что находится под покрывалом мха. Плюс, конечно, из материалов раскопок прежних лет мы уже примерно знаем, как выглядели постройки на Шпицбергене и чем отличались жилые дома от хозяйственных строений», — отметил А.С. Федоров.

Для работы в таких условиях важно не только чутье, но и изобретательность. Например, до 2022 г. для фотофиксации активно использовались беспилотники, которые сейчас по понятным причинам запрещены. И если просто зафиксировать объект можно с земли, то для создания общего плана местности и трехмерного моделирования рельефа необходима съемка с воздуха. Спутниковые снимки для этого тоже не подходят — с них невозможно увидеть все очертания рельефа. Поэтому при исследовании Эбельтофтхамны археологи нашли оригинальный способ: прикрепляли камеру к телескопической рейке и снимали с высоты в разных ракурсах. 

Цифровая археология

Поскольку Шпицбергенский памятник очень велик по площади, а находиться там, чтобы зафиксировать все вживую, археологи могут крайне ограниченное количество времени (причем сроки совершенно не зависят от исследовательской необходимости), на первый план выходят трехмерная оцифровка и создание общего плана местности. Это делается следующим образом: берутся отдельные фотографии (как сделанные с высоты вручную, так и более ранние снимки с беспилотников) и с помощью программы Agisoft Metashape обрабатываются и соединяются в ортофотоплан (общий вид сверху) и 3D-модель рельефа.

В результате получается изображение всей местности с четко выраженной трехмерной структурой рельефа. На таком плане можно увидеть и контуры построек, и общее состояние объекта. Сопоставив трехмерные планы местности разных лет, можно отследить и то, что происходит с памятником в динамике — как меняется уровень воды, как постепенно размывается сам объект. А иногда такой план позволяет увидеть и то, что человеческий глаз упускает из виду.

«При первом посещении Эбельтофтхамны мы смогли зафиксировать три жилищных комплекса и подсчитать, сколько там было построек. А вот некрополь, расположенный на окраине одного из жилищных комплексов, не заметили — он был очень слабо выражен на рельефе, а у нас было мало времени. Когда мы получили 3D-модель местности, некрополь стал отчетливо виден, и, придя туда на следующий день, мы смогли изучить его более подробно. И таких объектов, которые мы фиксировали не сразу в поле, а с помощью изучения ортофотоплана, было много», — рассказал А.С. Федоров.

Все это — приемы современной цифровой археологии, которые в обычной ситуации дополняют результаты исследований. Здесь же они составляют основу. В этом смысле перспективными для таких условий выглядят современные неразрушающие методы — например, исследования с помощью георадара, который обнаруживает скрытые под землей объекты с помощью электромагнитных волн. Но тут есть нюанс: поморские становища — это совсем небольшой культурный слой, под которым находятся скальные породы или тяжелый грунт. Современные радары зондировать такой слой пока не могут. Но, возможно, в будущем появятся приборы, которые справятся с этой задачей.

Для будущих поколений

Другое важное направление — коллекция музея в Баренцбурге. Во времена работы Шпицбергенской экспедиции удалось собрать немало находок, которые и составляют экспозицию музея поморской культуры. Без сложностей не обходится и здесь: дело в том, что среди находок много предметов из железа, с которыми требуется периодически проводить поддерживающую консервацию и реставрацию. В самом Баренцбурге реставраторов нет, а вывозить оттуда предметы норвежские власти не разрешают. Остается один вариант: привезти туда специалиста для проведения работ. Эта задача пока остается нерешенной.

Но вполне вероятно, что сохранить коллекцию скорее помогут новые технологии. По словам А.С. Федорова, сейчас ведется большая работа по созданию 3D-моделей этих находок с помощью фотограмметрии. В будущем планируется полностью воссоздать музейную экспозицию в виртуальном формате. Эта задача тем актуальнее, что в самом Баренцбурге живет менее 300 человек, а туристы туда добираются очень редко. Поэтому сейчас очень немногие имеют возможность посетить музей «Помор» и ознакомиться с коллекцией. Если же удастся ее оцифровать, то есть шанс, что культура, крупицы которой, несмотря на все запреты, почти полвека собирают российские археологи, наконец станет достоянием не только специалистов.

Статья подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ

Фото: © ИА РАН

Источники:

Порцель А.К. Шпицберген или Свальбард? Проблемы присутствия России на архипелаге в ХХ начале XXI веков

ИА РАН. Шпицбергенский археологический отряд

Колесников А.Б., Федоров А.С., Чалая Н.В. Эбельтофтхамна – новое поморское становище, обследованное Шпицбергенским археологическим отрядом ИА РАН в 2025 г.

МИД РФ. О Шпицбергене и вокруг него

Державин В.Л. Рецензия на: T.Б. Арлов «История архипелага Шпицберген»

Исследователи из ФИЦ «Институт цитологии и генетики» СО РАН и Научно-исследовательского института клинической и экспериментальной лимфологии — филиала ФИЦ ИЦиГ СО РАН создали нейросеть, которая в 10-15 раз ускоряет анализ контактов между клеточными структурами на модели мышиной меланомы. Инструмент поможет в поиске новых мишеней для терапии рака, автоматизируя работу, на которую у специалистов раньше уходили месяцы. Статья об этом опубликована в международном журнале Journal of Imaging.

Старший научный сотрудник лаборатории ультраструктурных исследований НИИКЭЛ кандидат медицинских наук Юлия Сергеевна Таскаева: «Если ранее считалось, что взаимодействие митохондрий и эндоплазматического ретикулума (ЭПР) относительно статично, то современные данные свидетельствуют об их выраженной динамике, модулируемой внешними и внутриклеточными условиями. Клетка изменяет количество контактов и их архитектуру для эффективного обмена сигналами, в том числе обмена кальцием. ЭПР служит его основным хранилищем, и при определенных клеточных потребностях кальций устремляется напрямую в митохондрии через контакты между ними. Нарушение этой регуляции опасно: избыточный приток кальция может запустить программу апоптоза — клеточного самоубийства. Именно этот механизм часто ломается в раковых клетках (например при меланоме), которые подавляют апоптоз. Поэтому места контакта митохондрий и ЭПР могут являться перспективной мишенью для лекарств».

Для изучения этих контактов в опухолях ученые используют электронную микроскопию, но ручной анализ сотен снимков занимает месяцы. Чтобы решить эту проблему, была создана нейросеть, которая автоматически анализирует изображения. Новый инструмент позволяет сократить время анализа одного изображения с 20-30 до двух минут, что ускоряет процесс в 10-15 раз. На основе созданной нейросети был разработан веб-сервис: пользователь загружает изображение и на выходе получает готовую таблицу со всеми посчитанными данными.

Нейросеть автоматически находит на снимках митохондрии и ЭПР, а затем определяет точки их соприкосновения. Именно подсчет количества этих внутриклеточных органелл, а также контактов и их морфологических характеристик (например длины) и занимал у исследователей больше всего времени при ручном анализе.

«Для обучения нейросети мы использовали изображения, полученные с помощью электронной микроскопии. В качестве образца взяли мышиную меланому. Мы выбрали именно эту опухоль, потому что давно и много с ней работаем — это наша стандартная модель. На тот момент она была самым доступным вариантом, что позволило нам быстро собрать большую базу из сотен фотографий для обучения», — комментирует Юлия Таскаева. Именно для обработки этого массива данных и была разработана техническая часть проекта.

Старший научный сотрудник лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ФИЦ ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Михаил Александрович Генаев: «В этой задаче были использованы достаточно стандартные подходы. Применялись сверточные нейросети на основе архитектуры U-Net. Она устроена так, что состоит из двух основных частей: энкодера и декодера. Суть в том, что энкодер выполняет задачу сжатия исходного изображения до указанной размерности, а потом из этого небольшого представления декодер выполняет преобразование в оригинальное разрешение. Мы протестировали несколько архитектур, лучший результат показал вариант с блоками внимания. Обучали это всё на учебном кластере с графическими ускорителями».

Главной сложностью при обучении нейросети стало низкое качество исходных изображений или так называемые «шумные» данные. Срез клетки для электронной микроскопии может пройти неровно, оставляя на изображении сколы или пустоты. Кроме того, неидеальная резкость мембран и неочевидные градации цвета на микрофотографиях серьезно затрудняли работу ИИ. Создатели инструмента подчеркивают, что достижение стопроцентной точности не было основной целью, поскольку даже опытные специалисты при ручном подсчете допускают ошибки.

Специалисты отмечают, что метод необходимо тестировать на других типах опухолей и на биологических образцах человека. Чтобы проверить точность, предстоит существенно расширить базу данных изображений, отвечающих требованиям к качеству. Это сложная, но необходимая задача.

«Этот метод был создан специально для меланомы и вряд ли будет напрямую применим к другим типам опухолей. Рак — это очень разнородная группа заболеваний. Тем не менее технические наработки из этого проекта можно будет использовать в будущем», — уточняет Михаил Генаев.

Информация предоставлена Управлением по пропаганде и популяризации научных достижений СО РАН

Источник фото: armmypicca / ru.123rf.com

Поясняет Владимир Кулагин, профессор МИЭМ НИУ ВШЭ: "Датчиков газа, запахов существует великое множество. Но они все настроены на распознавание только одного определенного запаха. Допустим, у шахтеров есть датчики на метан, и когда появляется этот газ, устройство его четко фиксирует и сообщает об опасности. Но как только датчику предстоит распознать смесь газов, — начинаются проблемы: устройство способно выделить из этой смеси метан, а другие газы оно "не увидит". А очень часто возникает ситуация, когда именно смесь газов представляет собой опасность".

Нововведение ученых Вышки заключается в том, что их устройство разработано на основе твердотельных газочувствительных  матриц, состоящих из полупроводниковых  датчиков, с использованием быстрообучаемого нейросетевого искусственного интеллекта. Предложение исследователей позволяет достичь высокой точности при анализе смесей. 
Двухслойная нейронная сеть прототипа заранее обучена распознавать 16 запахов, соответственно, имеет 16-битный выходной код, для которого верные состояния содержать только одну единицу в одном из 16 разрядах. Появление нескольких единиц в нескольких разрядах эквивалентно обнаружению неизвестного для нее запаха.
В этом случае образ нового запаха помещается в базу данных и для данного запаха обучается новая нейронная сеть.

В итоге, одновременно с автоматическим обучением новым запахам обеспечивается более точное их распознавание. Если в базе данных обнаружено два варианта близких образов запаха, то предпочтение отдается тому запаху, чей код ближе к эталонному коду по расстоянию Хэмминга (подсчитывается число совпадений разрядов в коде). Преимуществом является также возможность корректировать ошибки "электронного носа", возникающие из-за старения матрицы газочувствительных датчиков.

Сфера применения данного устройства достаточно широка, оно может быть использовано для мониторинга окружающей среды, обеспечения безопасности людей и объектов от террористических угроз, раннего оповещения при техногенных катастрофах, в бортовых устройствах авиационных и космических аппаратов, в технологических устройствах контроля качества исходного сырья, технологических устройствах контроля запахов, возникающих при технологических процессах.

Изображение:  jafiqbukhary /Фотобанк ru.123rf.com

Дендритные клетки имеют костномозговое происхождение и являются антигенпрезентирующими — то есть, поглощая опухолевый антиген, обрабатывая его внутри себя и представляя его Т-лимфоцитам (клеткам иммунной системы), они способны активировать иммунный ответ: Т-лимфоциты начинают отличать клетки собственного организма от зараженных, опухолевых или чужеродных. Это свойства ученые используют в попытках создать противоопухолевые вакцины: сейчас в мире проходит множество как доклинических, так и клинических испытаний препаратов, работающих по этому принципу, одна из которых уже была одобрена. Подобная стратегия называется иммунотерапией.

«Стандартные методы противоопухолевых заболеваний, такие как химио- или лучевая терапия, обладают множеством негативных эффектов, например, ненаправленностью действия, из-за которой погибают здоровые ткани.  Иммунотерапия же не имеет сильных побочных эффектов, запускает собственные ресурсы организма для борьбы с опухолью и обладает специфичностью», — рассказал научный сотрудник ИХБФМ СО РАН кандидат биологических наук Олег Марков на конференции «Биотехнология — медицине будущего».

Схема получения вакцины заключается в следующем: у пациента забирают периферическую кровь, из которой получают незрелые дендритные клетки, нагружают их различными опухолевыми антигенами, стимулируют созревание дендритных клеток, а потом вводят обратно в организм. Несмотря на популярность этого направления, до сих пор не решена проблема эффективной доставки антигенов в дендритные клетки. 

Ученые ИХБФМ СО РАН работают над этой задачей. Дендритные клетки в большом количестве экспрессируют на своей поверхности маннозные рецепторы, которые могут связываться с остатками маннозы на поверхности патогена — специалисты использовали это свойство для доставки антигена в клетки. Для этого были синтезированы маннозилированные катионные липосомы, доставляющие нуклеиновые кислоты, кодирующие опухолевые антигены, направленно в дендритные клетки. Созданная по этому принципу вакцина была проверена на мышах: её использование привело к тому, что количество метастаз меланомы у мышей снизилось в 5—6 раз относительно контрольной группы. 

Изображение:  komokvm /Фотобанк ru.123rf.com

"Мы провели уникальную операцию, первую в мире, запротезировав пациентке с помощью двух насосов (механических сердец) как левый отдел сердца, так и правый. Операция прошла успешно, пациентка выписана из больницы", - сказал он.

Как рассказал хирург, у 20-летней пациентки развилась острая сердечная недостаточность в результате ранения в сердце, ей нужно было сделать операцию по пересадке донорского сердца, но самочувствие пациентки не позволяло провести пересадку. "Когда она попала к нам, то буквально умирала, у нее развилась полиорганная недостаточность - отказывали почти все внутренние органы. После операции состояние нормализовалось, стабилизировалось, и через два-три месяца девушку ждет трансплантация донорского сердца", - уточнил он.

Чернявский добавил, что операция была бы невозможна, если бы московские ученые-разработчики не создали аппарат вспомогательного кровообращения - универсальный насос, который работает и на правый, и на левый отделы сердца. Аналогов разработки в мире пока нет. "Другие аналогичные зарубежные разработки способны поддерживать хороший поток крови, но создают высокое давление, которое разрушительно действует на легкие в отличие от нашей разработки", - отметил хирург.

Чернявский пояснил, что насос устанавливается в сердце пациента, к нему подходит тонкий кабель, который связан с управляющим блоком - он, в свою очередь, находится в маленькой коробочке и крепится на пояс пациента. Управляющий блок программируется с помощью компьютера, поэтому пациент приходит для мониторинга состояния в клинику, где устройству при необходимости меняют параметры работы.

Фото © Юрий Смитюк/ TACC

За последние десять лет астрономы открыли тысячи планет за пределами Солнечной системы, часть из которых оказалась похожей на Землю по своим размерам, а другие – на уменьшенные или увеличенные копии Юпитера. Сейчас планетологи активно работают над изучением их атмосферы для оценки того, может ли существовать на них жизнь, и раскрытия истории формирования.

Большие успехи в этом направлении были достигнуты при изучении "горячих юпитеров" – самых больших и удобных для изучения планет вне Солнечной системы. Их раскаленная атмосфера оказалась похожей по составу на газовые оболочки Юпитера и Сатурна, в основном состоящие из водорода, гелия и углеводородов, а в их небесах астрономы открыли экзотические стеклянные и свинцовые облака и дожди из драгоценных камней.

Роман Жучков из Казанского федерального университета, его коллеги и ученые из Японии и Турции открыли еще один аналог Юпитера, вращающийся вокруг относительно необычной звезды HD 208897, используя российско-турецкий телескоп РТТ150, построенный в обсерватории Тубитак в южной части Анатолии в 2001 году.

Данный телескоп может находить планеты, используя так называемый метод лучевых скоростей, наблюдая за характерными сдвигами в спектре светила, которые возникают в результате ее гравитационного взаимодействия с ее небольшими спутниками.

Сила этих "дрожаний" зависит от массы экзопланет и расстояния между ними и светилом, из-за чего данную методику их поиска достаточно сложно применять для поиска относительно далеких объектов, таких как наш Юпитер или Сатурн. По этой причине ее используют в основном для поиска планет в ближайших окрестностях красных карликов, обладающих низкой светимостью и относительно спокойным характером.

Жучков и его коллеги доказали, что этот же прием можно использовать и для поиска планет у престарелых и достаточно крупных звезд, готовящихся превратиться в красного гиганта, наблюдая за пятью десятками звезд промежуточной массы на протяжении 10 лет при помощи инструментов РТТ150 и японского телескопа OAO.

Эти наблюдения показали, что крупные планеты могут существовать сразу у 13 звезд из этого списка, однако на настоящий момент российские, турецкие и японские астрономы уверены в существовании только одной из них, вращающейся вокруг звезды HD 208897 в созвездии Пегаса.

Данная планета, как показывают расчеты ученых, относится к числу "двойников Юпитера", и обладает массой, примерно в 1,5 раза большей, чем у ее тезки в Солнечной системе. Она находится на примерно таком же расстоянии от светила, как и Земля от Солнца, однако на ней господствуют гораздо более высокие температуры из-за того, что звезда HD 208897 уже почти исчерпала свои запасы "звездного горючего" и уже начала "разбухать". Сейчас это светило примерно в пять раз шире и в 12 раз ярче Солнца.

Открытие спутника у подобной престарелой звезды, как отмечают исследователи, доказывает то, что РТТ150 и другие телескопы, работающие подобным образом, могут находить достаточно небольшие планеты у крупных звезд, если наблюдать за ними достаточно долгое время.

Поиски и обнаружение других планет у престарелых светил, как надеются Жучков и его коллеги, поможет нам понять, как "разбухание" звезд при их превращении в красных гигантов влияет на поведение и судьбу планет, вращающихся вокруг них.

© Изображение: ESO/L. Calçada

"Современные способы оценки влияния климата на растительность несовершенны. Спутниковые дистанционные наблюдения охватывают лишь последние 35 лет. Для разрешения противоречий необходим набор наземных данных, который охватывает гораздо более длительный период", – рассказывает Владимир Шишов, климатолог из Сибирского федерального университета в Красноярске.

На роль подобного индикатора, как отмечает Шишов, идеально подходят годичные кольца деревьев, которые росли на одном месте несколько столетий.
Деревья и другие виды растительности очень чутко реагируют на малейшие изменения климатических условий — повышение или понижение температуры, энергии солнечного излучения и других факторов. Все эти события отражаются на форме и толщине годовых колец — слоев древесины в стволе, который формируется за сезон роста. Считается, что темные кольца соответствуют неблагоприятным условиям среды, а светлые — благоприятным.

Благодаря этому древние деревья-долгожители представляют собой очень подробные и точные климатические летописи, изучая которые, ученые не только узнают то, как менялись температуры и уровень осадков, но и выясняют, когда происходили вспышки сверхновых и другие космические катаклизмы, отслеживая уровень редких изотопов в годичных кольцах.

Как расказывает Шишов, его команду интересовало в первую очередь то, как менялась скорость роста деревьев в ответ на повышения и понижения среднегодовых температур, которые были связаны с природными и антропогенными климатическими изменениями.

Тибет, как и многие другие регионы мира, должен стать первой "жертвой" глобального потепления, влияющего на горы и приполярные регионы гораздо сильнее и быстрее, чем на умеренные и тропические широты. По этой причине ученых давно интересовало то, есть ли на Тибете первые следы подобных изменений и если да, когда они появились.

Заручившись поддержкой Китайской академии наук, российские климатологи измерили диаметр годичных колец для нескольких сотен кедров, росших в 20 уголках Тибета в последние 55 лет. Они использовали эти данные для того, чтобы создать виртуальный аналог тибетского леса и измерить то, как менялась скорость роста биомассы с 1960 по 2014 год.

Оказалось, что до 1981 года тибетские кедры начинали расти весной и заканчивали свой рост осенью примерно в одно и то же время, однако после этого ситуация поменялась. Начиная с 1982 года, длина вегетативного периода начала расти, расширяясь как со стороны весны, так и со стороны осени. В целом, кедры начали расти на шесть дней раньше, чем в прошлые исторические эпохи, а сам период их роста был продлен на 10 дней.

В ближайшее время ученые планируют провести аналогичные исследования в других регионах Северного полушария, что поможет российским климатологам составить более полную картину того, как экосистемы планеты реагируют на глобальное потепление.

Изображение:  khlongwangchao /Фотобанк ru.123rf.com

Своих более эффективных катализаторов "ждут" тысячи химических процессов. Особенно это касается нефтехимии (переработка тяжелых фракций нефти) и химического синтеза. Большая часть всех проводимых в промышленных масштабах химических реакций – каталитические. Поэтому поиском более совершенных катализаторов занимаются научные группы по всему миру.

С появлением нанотехнологий список возможных катализаторов увеличился на порядки. Зато химики выделили несколько новых разновидностей веществ, которые склонны проявлять отличные каталитические свойства. Одна из них – наночастицы драгоценных металлов (например, золота или платины). Правда, в зависимости от размера частиц их каталитические свойства меняются. И чтобы не заниматься опять перебором миллионов пар (возможный катализатор – реакция), команда ученых из лаборатории "Моделирование и разработка новых материалов" НИТУ "МИСиС и Университета Линчёпинга (Швеция) под руководством одного из ведущих мировых ученых профессора Игоря Абрикосова взялась вычислить эту зависимость при помощи суперкомпьютерного кластера Cherry, установленного в НИТУ "МИСиС" в рамках мегагранта Правительства РФ. Об этом сообщает РИА Новости.

"Существует гипотеза, что изменение электронных уровней в атомах катализатора коррелирует с его каталитической активностью, – рассказывает соавтор статьи, сотрудник лаборатории "Моделирование и разработка новых материалов" НИТУ "МИСиС" Алексей Таль. – Это означает, что вместо дорогой серии из нескольких сотен или тысяч экспериментов по проверке каталитической активности предполагаемых катализаторов достаточно просто провести анализ рентгеновских спектров". Гипотеза основана на опубликованной в журнале Science работе, в которой подобный эффект продемонстрировали в экспериментах с палладием ученые из университета Юты (Солт-Лейк-Сити, США).

Алексей Таль подчеркнул, что анализ рентгеновских спектров является оптимальной стратегией расчетов.

Теперь, когда изменения электронных уровней в нанокластерах вычислены, ученым НИТУ "МИСиС" предстоит сделать следующий шаг. Ученые собираются вычислить энергию поглощения для тех же кластеров, которая и служит мерилом каталитической активности, и составить прогностическую таблицу, по которой можно будет вычислять способность к катализу для любых наночастиц по измеренным изменениям в электронных уровнях.

"Для некоторых систем такие расчеты уже проводились, однако такой системный подход, который позволяет однозначную установить зависимость между изменениями в электронных уровнях и каталитической активностью, пока никто не использовал", – отметил Алексей Таль.

Изображение логотипа с сайта НИТУ МИСИС

Ученые МГУ в сотрудничестве с чешскими коллегами из Института физики (Прага) синтезировали и исследовали новые ЖК-полимеры, сочетающие в себе оптические свойства жидких кристаллов и механические свойства полимеров. Такие полимеры могут быстро изменять ориентацию молекул под действием внешних полей и одновременно способны образовывать покрытия, пленки и детали сложных форм. Важное преимущество таких систем перед низкомолекулярными жидкими кристаллами заключается в том, что ЖК-полимеры при комнатной температуре существуют в стеклообразном состоянии, фиксирующем ориентацию молекул.

ЖК-полимеры состоят из молекул с высокой молекулярной массой, которые называют макромолекулами. Они имеют гребнеобразное строение: к основной гибкой полимерной цепи присоединены с помощью "развязки" из последовательно связанных молекул CH2 светочувствительные "жесткие" азобензольные фрагменты (C₆H₅N=NC₆H₅). Эти фрагменты стремятся упорядочиться и могут образовывать самые разные виды "упаковок" — жидкокристаллических фаз. Когда на такие полимеры падает свет, азобензольные группы перестраиваются, из-за чего оптические свойства полимеров изменяются. Такие полимеры называют фотохромными.

Особое внимание ученые уделили процессам фотоизомеризации и фотоориентации. Фотоизомеризация — это перегруппировка связей внутри молекулы полимера под действием света. Фотоориентация — это изменение ориентации жестких азобензольных (в данном случае) фрагментов под действием линейно-поляризованного света, в луче которого направление колебаний электрического поля строго определено. В ходе циклов фотоизомеризации под действием поляризованного света азобензольные фрагменты меняют свой угол. Это происходит до того момента, пока их ориентация не становится перпендикулярной плоскости поляризации падающего света, и фрагменты уже не способны поглощать свет.

Сначала ученые МГУ в сотрудничестве с коллегами из Института физики Академии наук Чешской Республики синтезировали мономеры, из которых в МГУ получили ЖК-полимеры. Фазовое поведение и температуры фазовых переходов полимеров авторы исследовали методами поляризационно-оптической микроскопии и дифференциально-сканирующей калориметрии. Детальная структура фаз была изучена методом рентгеноструктурного анализа на факультете фундаментальной физико-химической инженерии МГУ.

Поясняет один из авторов статьи, профессор РАН, доктор химических наук, главный научный сотрудник кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Алексей Бобровский: "Фотоизомеризация и фотоориентация открывают большие перспективы для создания так называемых умных материалов. Они отзываются на различные внешние воздействия и могут быть использованы для хранения, записи и передачи информации в оптических устройствах различной сложности. Эти конкретные полимеры вряд ли будут использованы на практике, потому что они слишком дороги и синтез их непрост. С другой стороны, далеко не всегда можно предсказать, какие именно системы, когда и как найдут применение", — заключил ученый.

Изображение:  maxryazanov /Фотобанк ru.123rf.com