Skyscraper SU

В России создали метод экологически безопасного производства наноцеллюлозы

 Исследователи из России разработали новую методику переработки древесины, которая позволяет получать наноцеллюлозу высокого качества с минимальным ущербом для окружающей среды. Ее применение упростит и удешевит производство целлюлозного сырья, сообщила пресс-служба ФИЦ Красноярского научного центра СО РАН.

«Наноцеллюлозные материалы благодаря их уникальным свойствам очень востребованы для производства аэрогелей, биокомпозитов, медицинских имплантатов и армированных композитов на полимерной основе. Мы предложили новый подход к получению этих ценных химических продуктов, а также ксилозы, лигнина и энтеросорбентов из древесины березы», — сообщил профессор Института химии и химической технологии СО РАН (Красноярск) Борис Кузнецов.

Наноцеллюлоза представляет собой сверхчистый и упорядоченный аналог растительной целлюлозы, который содержит минимальное число примесей и дефектов. Как правило, для ее производства применяются специализированные культуры бактерий, вырабатывающие множество молекул этого полисахарида, а также растительные источники целлюлозы сверхглубокой переработки.

Профессор Кузнецов и его коллеги разработали подход, позволяющий получать наноцеллюлозу из растительного сырья при помощи всего двух изученных, дешевых и просто устроенных химических процессов — гетерогенного каталитического гидролиза и перекисной делигнификации. Для их проведения, как отмечают ученые, необходимы лишь простые и дешевые реагенты, такие как перекись водорода, вода и органические кислоты, а также катализаторы на базе оксидов титана и циркона.

Используя эти реагенты, российским химикам удалось получить высококачественную наноцеллюлозу из березовых опилок, для чего исследователи нагрели древесный материал до температуры 150 градусов Цельсия и обработали его при помощи частиц катализаторов, а также смеси из перекиси водорода и муравьиной кислоты. Подобным же образом, как отмечают исследователи, можно получать и другие материалы, в том числе ксилозы из различных высокоэффективных сорбентов на базе древесной биомассы.

Новый подход для их производства, как отмечают исследователи, позволит сократить расходы на получение этих материалов, а также снизить нагрузку на окружающую среду за счет отказа от использования токсичных минеральных кислот, обычно применяемых для расщепления лигнина. Как надеются профессор Кузнецов и его коллеги, их подход быстро найдет свое место в российской и мировой целлюлозной промышленности.

В Санкт-Петербургском лесотехническом университете открылась лаборатория

 Новая исследовательская лаборатория по изучению потоков углерода и азота в лесных экосистемах открылась в Санкт-Петербургском лесотехническом университете им. С. М. Кирова. Об этом сообщили в пресс-службе университета.

Лаборатория разместилась в полностью обновленных специализированных помещениях вуза, оснащена новой современной лабораторной мебелью и общелабораторным оборудованием для проведения исследований.

Также в лаборатории установили весовое, термостатирующее, ионометрическое оборудование общего профиля, современный ламинарный бокс для работы с микроорганизмами, автоматический элементный CHNS-анализатор ECS 4024 (NC Tech, Италия) для измерения содержания углерода, азота, элементов в пробах почв, растений.

В ближайшее время в созданной лаборатории будет введен в эксплуатацию газовый хроматограф Хроматэк — Кристалл 5000 для изучения потоков основных парниковых газов в экосистемах, изучения биологической активности почв, процессов трансформации растительных остатков и атомно-абсорбционный спектрометр АА 6800 (Shimadzu, Япония) для определения тяжелых металлов и микроэлементов в почвах, растениях и природных водах.

Новосибирский институт приобретет установку для производства жидкого азота

 Новосибирский институт физики полупроводников (ИФП СО РАН) благодаря участию в нацпроекте «Наука и университеты» приобретет несколько единиц высокотехнологического оборудования, самым масштабным из которых станет установка для производства жидкого азота. Об этом сообщила пресс-служба администрации губернатора и правительства Новосибирской области.

«ИФП СО РАН рассчитывает приобрести несколько единиц высокотехнологичного оборудования, самой масштабной закупкой будет установка для производства жидкого азота вместе с системой автоматической подачи. Субсидии на приобретение оборудования предоставляются организациям, выполняющим научные исследования и разработки, в рамках федерального проекта «Развитие инфраструктуры для научных исследований и подготовки кадров» национального проекта «Наука и университеты», — сообщила пресс-служба.

Заместитель директора по научной работе института Александр Милехин отметил, что установка позволит покрыть все потребности института в жидком азоте. «Жидкий азот используется при создании полупроводниковых структур методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Например, в термостатированном корпусе ИФП СО РАН функционируют три установки МЛЭ и чтобы обеспечить их одновременную работу, нужна автоматическая система подачи сжиженного газа. Такую систему мы тоже планируем купить на средства гранта», — сказал он.

Также институт запланировал покупку атомно-силового микроскопа, сканирующего электронного микроскопа, трехканальной системы СДОМ 3/100-2М, предназначенной для термической обработки полупроводниковых пластин, и 3D профилометра — конфокального микроскопа для высокоточного измерения профиля поверхности, шероховатости поверхности и пленок. «Он (профилометр) будет использоваться в новой молодежной лаборатории физико-технологических основ создания фотоприемных устройств на основе полупроводников A3B5», — отметил Милехин.

В России создали дешевый катализатор для получения водорода

 Катализатор для производства водорода на основе не дорогостоящей платины, а молибдена, серы и графена создали ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Китая и Германии. Новый катализатор можно недорого производить методом струйной печати, что делает производство водородного топлива более рентабельным, сообщили ТАСС в понедельник в пресс-службе вуза.

«Исследователи научной группы TERS-Team совместно с коллегами из Китая разработали новый материал, который может эффективно производить водородное топливо. Он состоит из пластинок дисульфида молибдена и восстановленного оксида графена. <...> Такие катализаторы по сравнению с аналогами являются более доступными и дешевыми, а их использование делает производство водородного топлива более эффективным, рентабельным и экологичным», — сказано в сообщении.

Для создания катализатора ученые сделали специальные чернила, содержащие нанопластинки дисульфида молибдена и частицы восстановленного оксида графена. Затем чернила наносились на электрод из медной пластинки с помощью струйной печати. Такой метод доступен по цене, а материал может производиться в больших масштабах.

В дальнейшем ученые планируют оптимизировать электрокатализатор за счет использования лазерной обработки, сделав его более надежным, экономичным и эффективным. Также исследователи изучат возможность применения для производства катализаторов слоистых минералов Томской области.

https://t.me/good_events_russia/4636

Фальков: показатели нацпроекта «Наука и университеты» 2022 года достигнуты

 Показатели национального проекта «Наука и университеты» 2022 года достигнуты, глава Минобрнауки России Валерий Фальков отметил основные результаты, сообщается в Telegram-канале ведомства.

Министр подчеркнул, что Россия занимает девятое место в мире по объему научных исследований и разработок. Почти 170 тыс. отечественных технологий используются реальным сектором экономики, растет доля исследователей младше 39 лет, и почти 80% кандидатов наук, защитившихся в последние годы, связывают свою жизнь с наукой и образованием. Почти на 40% возросло количество студентов, имеющих право на получение бесплатной дополнительной квалификации.

Помимо обеспечения бюджетными местами выпускников школ, также продолжается работа над успешным трудоустройством выпускников университетов. Кроме того, на 14 млрд рублей вырос объем исследований университетов-участников программы «Приоритет 2030» за один год. Во многом это стало возможным за счет предусмотренной программой системы мер по созданию консорциумов.

«Мы видим реальные открытия и изобретения, созданные за это время в широком спектре направлений от фотоники до медицины во всех федеральных округах от Северо-Западного до Дальнего Востока. За это время были созданы: цифровой двойник ядерного реактора, мини-томограф, вакцина для лечения аллергии и многое другое», — отметил министр.

В России за год обновили более четверти научной приборной базы

 Более четверти научной приборной базы России обновлено в минувшем году, причем треть закупленного оборудования — отечественного производства, сообщил вице-премьер РФ Дмитрий Чернышенко.

Субсидии из федерального бюджета на обновление приборной базы научные организации получают по национальному проекту «Наука и университеты».

Сейчас в РФ реализуется программа по развитию приборной базы отечественной науки. Одно из обязательных условий — закупка передового оборудования российского производства. Новое оборудование, как ожидается, позволит выполнять российским ученым передовые исследования и получать научные результаты, направленные на научно-технологическое развитие России.

На брифинге в Координационном центре правительства РФ во вторник Чернышенко рассказал, что сделано по этой программе за 2022 год: «273 организации приобрели почти 7 тысяч приборов, из которых треть, что очень важно, — отечественного производства. За прошлый год мы обновили более четверти приборной базы страны».

В наступившем году около 200 российских научных организаций получат гранты в общей сложности на 15,5 млрд рублей для обновления приборной базы — это на 3,7 млрд больше, чем в 2022-м, говорил ранее Чернышенко.

https://t.me/good_events_russia/4642

https://t.me/good_events_russia/4644

«Пластик будущего» разработали ученые в Петербурге

Устройство, с помощью которого можно делать необычный пластик, разработали и запатентовали ученые и студенты СПбПУ и одни из лучших специалистов по полимерным материалам России из Института высокомолекулярных соединений РАН.

По информации «Телеканала Санкт-Петербург», создатели утверждают, что этот новый материал может полностью заменить такие ресурсы, как металлы и дерево, в любой отрасли. По словам старшего научного сотрудника Института высокомолекулярных соединений РАН Глеба Ваганова, такой пластик изготавливается путем соединения полимеров с прочными армирующими волокнами.

В результате получается материал с металлической прочностью. Он может быть использован в создании протезов конечностей, автомобильной промышленности и кораблестроении. Из этого пластика можно делать даже двигатели внутреннего сгорания, по словам директора Лаборатории специальных конструкционных материалов СПбПУ Игоря Радченко, благодаря его термостойкости.

Особое значение для этого качества имеет освоение Арктики. Этот материал можно использовать в 3D-принтере, чтобы каждый мог использовать его для воплощения своих идей в жизнь. Его использование не ограничивается только промышленным сектором. Ольга Лобода, директор Научно-образовательного центра «Биомеханика и медицинская техника» СПбПУ, подчеркнула, что при таком использовании сохраняются особые качества «пластика будущего». В ближайшее время планируется массово внедрить такой пластик в отечественное производство.







https://t.me/good_events_russia/4652

В Тульской области ученые разработали биосенсор для определения фенола

Ученые в Тульской области в процессе работы по нацпроекту «Наука и университеты» разработали биосенсор, позволяющий находить утечки токсичного вещества фенола в 36 раз быстрее, сообщили в региональной корпорации развития и поддержки Тульской области.

«Туляки придумали способ в 36 раз быстрее находить утечки фенола — это вещество токсично для человека. Ученые разработали биосенсор — то есть прибор, который определяет содержание опасного вещества по поведению микроорганизмов», — сказали в корпорации.

Биосенсор создали в новой лаборатории Тульского государственного университета, которую открыли благодаря федеральному проекту «Приоритет-2030» нацпроекта «Наука и университеты». После завершения фундаментальных научных исследований ученые планируют запатентовать свою разработку, а к концу следующего года — запустить прототип. Благодаря разработке время для определения содержания фенола в воде сократится с 3 часов до 5 минут, также биосенсор не создает в процессе анализа вредные вещества.

«Планируется, что внешне новый прибор будет напоминать глюкометр, пока готова лабораторная модель, она позволяет опробовать принцип действия. В его основе микроорганизмы, размером в несколько микрометров. Они взаимодействуют с фенолом, и чем активнее это взаимодействие, тем больше вредного вещества в воде. Все изменения видны на мониторе компьютера», — добавили в корпорации.

https://t.me/good_events_russia/4656

В Петербурге создали технологию синтеза биотоплива из отходов древесины

 Ученые Санкт-Петербургского госуниверситета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) разработали коллайдер для производства биотоплива из отходов древесины. Массовое производство биотоплива и применение его в коммунальном хозяйстве не только позволит компаниям получить дополнительную прибыль, но и поможет снизить выброс углерода в атмосферу. Кроме того, эта работа способствует развитию дальнейшей научной мысли и решает задачи нацпроекта «Наука и университеты», сообщила пресс-служба вуза.

«Научная команда Санкт-Петербургского госуниверситета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) предложила решение проблемы утилизации древесных отходов, которые образуются на предприятиях лесного комплекса, за счет получения из них твердого биотоплива в виде брикетов. Данная бизнес-модель позволит компаниям создавать новую наукоемкую продукцию и использовать ее как на собственном производстве, так и для продажи на рынке энергоресурсов», — отмечается в сообщении.

По данным пресс-службы, тестирование оборудования прошло на деревообрабатывающем заводе в поселке Качуг Иркутской области. «В результате успешных испытаний руководство завода начало транспортировку биотоплива, в том числе за рубеж. Теперь ученые работают над продвижением проекта по внедрению технологии на другие деревообрабатывающие предприятия с целью перехода лесного сектора на углеродную нейтральность и снижения выброса углерода в атмосферу», — говорится в сообщении.

Разработанный коллайдер представляет собой специально сконструированную трубу диаметром 1020 мм и длиной 110 м, в которой опилки влажностью 30% подсушиваются, разрушаются и превращаются в древесную муку влажностью всего 0-2%. В час оборудование выпускает 3 тонны такого сухого материала. «Теплофизические характеристики биотоплива в виде брикетов значительно превосходят свойства пеллет — своего распространенного аналога. Пеллеты имеют плотность 600-800 кг/м³, в то время как плотность брикетов достигает 1300 кг/м³. Высокую плотность обеспечивает низкое содержание влаги, что позволяет брикетам выделять в несколько раз больше тепла, чем их аналогу», — отмечается в сообщении.

В России действуют 15 научно-образовательных центров мирового уровня

 Сегодня в России благодаря нацпроекту «Наука и университеты» действуют 15 научно-образовательных центров мирового уровня (НОЦ), объединяющих около 600 различных участников в 36 регионах страны. Об этом сообщили в Минобрнауки РФ.

Среди участников НОЦ — 145 вузов, 140 научных организаций, 319 организаций реального сектора экономики. С января по декабрь 2022 года получены 1 963 патента на изобретения, подготовлены более 18 тыс. научных статей. Более 550 технологий разработаны и переданы для внедрения в производство в организациях, действующих в реальном секторе экономики. Создано 4 578 новых высокотехнологических рабочих мест, 6,5 тыс. человек завершили обучение в центрах развития компетенций руководителей научных, научно-технических проектов и лабораторий в интересах развития регионов.

Направления деятельности центров очень разнообразны. Так, в прошлом году ученые НОЦ «МореАгроБиоТех», который находится в Севастополе, доработали прототип морских автономных измерительных буев. Благодаря им специалисты получают разнообразную информацию, в том числе данные о температуре воды и воздуха, атмосферном давлении, скорости и направлении ветра, толщине снежного и ледового покровов, направлении дрейфа льдов. Семь метеостанций уже работают, в этом году откроют еще 42, а к 2024 году в северных водах будет функционировать 49 таких станций.

Также благодаря научно-образовательному центру «Кузбасс» с космодрома «Байконур» стартовал первый в истории Кемеровской области спутник, запущенный в космос. «Кузбасс-300» вышел на заданную орбиту — около 600 км над Землей. Аппаратура спутника будет передавать данные телеметрии, голосовых сообщений, а также фотоснимков с камеры.

В Пермском НОЦ «Рациональное недропользование» разрабатывают технологии повышения коэффициента извлечения нефти для трудноизвлекаемых запасов. Участники центра создали программное обеспечение «Инженерный симулятор технологических процессов», которое позволит моделировать движения многофазных потоков в процессе добычи, сбора и транспортировки углеводородов. «Инженерный симулятор — это отечественная разработка, которая позволяет заменить, а в некоторых случаях и превзойти зарубежные аналоги ПО, которое используется в ТЭК. <...> Программный комплекс создан на основе самых передовых информационных технологий, включая использование big data и предиктивной аналитики, искусственного интеллекта, 3D-моделирования и VR-технологий. Благодаря этому ПО может быть использовано для широкого спектра задач, таких как статический и динамический анализ, учет возможных осложнений и способов их преодоления. Симулятор также выступает как эффективный тренажер, который помогает инженерам отрабатывать практические навыки работы в штатных и нештатных ситуациях», — отмечает директор НОЦ «Рациональное недропользование» Павел Илюшин.

Ученые ИПМаш создали технологию выращивания монокристаллического карбида кремния на кремнии

В результате исследований был открыт принципиально новый метод выращивания монокристаллического карбида кремния на кремнии.

На таких подложках можно: выращивать транзисторы с высокой подвижностью носителей заряда, выращивать гетероструктуру нитрида галлия для голубых лазеров, использовать их в качестве основы для квантовых компьютеров, создавать отечественные микрочипы для светодиодов, создавать сверхэффективные датчики, создавать приемники терагерцевого излучения для легочных заболеваний, и приборов после инсультной и после инфарктной терапии, создать прибор «сжигающий» избыточный сахар у людей болеющих диабетом.

Кроме того, приборы, в которых используется карбид кремния, могут работать почти до трехсот градусов Цельсия без потери полупроводниковых свойств, тогда как кремний «плывет» уже при температуре, превышающей 60 градусов Цельсия. Наконец, микросхемы на карбиде кремния могут работать в условиях высокого радиоактивного облучения, т. е. на ядерных станциях и в космосе.

Метод основан на согласованном замещении части атомов в кремнии на атомы углерода без разрушения кремниевой основы. Впервые в мировой практике реализована последовательная согласованная замена атомов одного сорта другими атомами прямо внутри исходного кристалла без разрушения его кристаллической структуры. Качество структуры слоев, полученных данным методом, значительно превосходит качество пленок, выращенных на кремниевых подложках ведущими мировыми компаниями. Метод дешев и технологичен", — рассказывает руководитель лаборатории структурных и фазовых превращений в конденсированных средах ИПМаш РАН Сергей Арсеньевич Кукушкин.

Главная проблема, с которой столкнулись ученые заключалась в том, что при стандартном выращивании пленки карбида кремния на кремнии кристаллическая структура карбида кремния не совпадает с кристаллической структурой кремния. В результате пленка карбида кремния растрескивается. Атомы не попадали на свои места, возникло механические напряжения, и пленка потрескалась. В таком виде она становится непригодной для изготовления приборов. Тогда ученые поняли, что необходимо часть атомов в подложке «изъять», то есть создать пустые места в кристаллической решетке подожки за счет образования в ней, так называемых, «вакансий». Основная сложность заключалась в том, чтобы создать вакансии в момент зарождения пленки, именно тогда, когда напыляемый из внешней среды пар начинает превращаться в пленку карбида кремния.

Ученые посчитали наиболее правильным заменить часть атомов в кремнии на углерод, то есть сразу превратить кремний в карбид кремния без его разрушения. Согласно данным теоретического исследования если в пустотах, имеющихся на поверхности кремния, разместить атом углерода, а соседний с ним атом кремния удалить, то оказывается, что размеры кристаллической решетки кремния содержащий такие дефекты практически совпадает с размерами решетки кремния без дефектов. То есть механическое напряжение будет отсутствовать.

«Теоретические выкладки были полностью подтверждены на практике. Нам необходимо было найти такое химическое вещество в результате взаимодействия, с которым в решетку кремния внедрился бы атом углерода, но так, чтобы химическая реакция не протекала сразу до образования карбида кремния, а образовалось бы промежуточная структура. И такое вещество нами было найдено. Им оказалась обычный угарный газ. Поняв это, мы начали выращивать монокристаллические пленки карбида кремния на кремнии, которые на сегодняшний день превосходят по своей структуре и составу пленки карбида кремния на кремнии, выращиваемые ведущими мировыми лидерами в области электронных материалов! И самое главное, их себестоимость более чем в десять раз ниже себестоимости этих пленок», — пояснил Сергей Арсеньевич Кукушкин.

Технология может лечь в основу высокотехнологического производства монокристаллических слоев карбида кремния на кремниевых подложках. Это позволило бы не только заместить импорт иностранных полупроводниковых структур, аналогов которых нет в России, но и выступить в качестве мирового технологического лидера в области разработки полупроводников нового поколения.