Skyscraper SU

В России разработан лазер для многофотонной микроскопии

Ученые Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) создали специализированный лазер накачки с длиной волны излучения 1205 нм и оптической мощностью 2.5 Вт для усиления импульсного излучения волоконного лазера на основе вынужденного комбинированного рассеивания. Новый лазер предназначен для многофотонной микроскопии, где требуется применять именно импульсное лазерное излучение, – технология позволяет заглянуть вглубь биологического объекта, не разрушая его.

Разработка инновационного устройства заняла более 2 лет и проводилась за счет государственных средств. Отмечается, что потенциальной сферой применения созданного лазера станет микроскоп для неразрушающей работы с биологическими объектами и живыми тканями, прототип которого российские исследователи из Новосибирска обещают создать в течение 2023 года.

В России разработана новая технология производства гибких дисплеев

Новый способ производства гибких экранов разработали ученые Санкт-Петербургского Политеха совместно с коллегами из других вузов. Технология позволяет создавать дисплеи, которые будут служить до 20 лет, и при этом они в три раза ярче, чем аналоги, используемые сегодня в большинстве складных смартфонов.

«Разработанная нами технология производства гибких полупроводниковых светодиодов дороже популярных сегодня OLED-дисплеев, однако она позволяет делать более яркие и долговечные гнущиеся экраны, что открывает возможности для ее широкого практического применения», — сказал директор Высшей инженерно-физической школы СПбПУ Иван Мухин.

Сегодня OLED-дисплеи для гаджетов делают из органических материалов. Они недороги, но их срок службы ограничен в среднем тремя годами. К тому же со временем — в течение буквально трех лет — их яркость заметно снижается.

Российские ученые предложили использовать для производства гибких дисплеев не органические материалы, а нитевидные нанокристаллы. Они имеют форму карандашей, длина которых намного превышает толщину. Вместе они образуют своеобразную щетину, каждый «волосок» которой независим от соседнего.

«Технология нитевидных нанокристаллов имеет преимущество по сравнению с существующими органическими светодиодами в увеличенной яркости и сроке эксплуатации. Эти качества позволят значительно улучшить имеющиеся решения, а стало быть, технология будет востребована многими компаниями. Высокая цена таких экранов, конечно, играет свою роль в конкурентоспособности. Однако, как показывает практика, когда технология переходит от стадии лабораторных исследований к серийному производству, себестоимость изделий значительно снижается», — отметил инженер лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ МИСИС Павел Гостищев.

Результаты исследований нитевидных нанокристаллов могут привести к запуску в производство нового поколения гибких экранов, резюмировал эксперт.






https://t.me/good_events_russia/4801

В Москве создали оборудование для производства арматуры из стеклопластиков

 Сотрудники Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана при поддержке нацпроекта «Наука и университеты» разработали отечественный аналог оборудования для линии производства строительной арматуры из стеклопластиков на основе новых эпоксидных связующих, сообщили в пресс-службе учебного заведения.

Созданная аппаратура была передана на предприятие «Гален» для изготовления опытно-промышленной партии. Отметим, что усовершенствованная линия позволяет получать востребованный строительный материал с эксплуатационными свойствами, превосходящими импортные аналоги. В частности, основным преимуществом разработанной арматуры является щелочестойкость, позволяющая использовать ее для возведения особо ответственных построек, а также конструкций, подверженных воздействию противогололедных хлорсодержащих реагентов и находящихся в постоянном контакте с водой, в том числе морской.

Ученые МГТУ Баумана разработали новые связующие для строительной арматуры

 Новые полимерные связующие для строительной композитной (неметаллической) арматуры разработали сотрудники МГТУ имени Баумана при поддержке нацпроекта «Наука и университеты», сообщает вуз.

Разработка основана на полиэфирных и винилэфирных смолах. Материалы прошли экспериментальные исследования физико-механических свойств и исследования химической стойкости. В том числе разработку проверили на выдержку в щелочном растворе.

Наиболее удачные составы переданы промышленному партнеру «Гален» для производства строительной стеклокомпозитной арматуры. На их основе создана опытная партия с содержанием связующего 16% и стекловолокна 84% с повышенными прочностными характеристиками.

В России получили сварной шов, соответствующий по прочности авиационному сплаву

НОВОСИБИРСК, 14 марта. /ТАСС/. Ученые Сибирского отделения РАН (СО РАН) впервые получили сварной шов с таким же уровнем прочности, как у основного авиационного сплава, что является обязательным требованием для внедрения метода в практическое авиастроение. Об этом сообщили во вторник в пресс-службе Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ) СО РАН.

«Нужно, чтобы прочностной уровень сварного шва был равен прочностному уровню сплава на 100%, и только в этом случае можно говорить о внедрении метода в практику. Мы провели хорошую фундаментальную работу — получили для всех алюминий-литиевых сплавов, в том числе для сплава В-1469, прочностные свойства швов на уровне прочности основного материала», — приводит пресс-служба слова заведующего лабораторией лазерных технологий Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича (ИТПМ) СО РАН Александра Маликова.

В пресс-службе рассказали, что мировое авиастроение стремится к строительству более прочных, но при этом легких летательных аппаратов, для этого создаются сплавы с улучшенными техническими характеристиками, например, алюминий-литиевые, которые можно сваривать, отказавшись от технологии клепки металла в пользу сварных соединений. Однако до недавнего времени большой проблемой было то, что сварной шов проигрывал в прочности самому сплаву. Низкий уровень прочности сварного шва обусловлен изменением структуры материала, которое возникает при быстром нагреве лазерным излучением, и процессами, происходящими во время последующей кристаллизации сплава, перехода из жидкого состояния в твердое.

Специалисты ИТПМ СО РАН, Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) и ИЯФ СО РАН изучили при помощи синхротронного излучения, как меняется структура материала, можно ли ее восстановить и какие режимы лазерной сварки и последующей термообработки позволят достичь и сохранить необходимый уровень прочности шва. Им удалось впервые получить сварной шов с пределом прочности таким же, как у основного материала.

При лазерной сварке металлов, под воздействием высокой температуры, в зоне плавления происходят различные структурные или фазовые превращения, одно вещество трансформируется в другое, характеристики сплава меняются. Раньше для полного понимания закономерностей структурных превращений информации было недостаточно. Сибирские ученые впервые в мире применили синхротронное излучение (СИ) в режиме реального времени на каждом этапе лазерной сварки и начали изучать процессы образования тех или иных структурных состояний, причин их трансформаций и переходов. Исследования были проведены в ЦКП «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения».

«При добавлении меди и лития происходит упрочнение алюминиевых сплавов — добавленные элементы рассредоточиваются в материале, выстраиваясь между зерен алюминия, и не дают им расплываться, можно сказать, цементируют их. После того, как при помощи лазерного воздействия мы получаем сварной шов, в материале, начинается обратный процесс — кристаллизация, в ходе которой алюминий вытесняет упрочняющие добавки. <...> В ИТПМ подобрали температурные режимы лазерной сварки, при которых все возвращается обратно. При помощи СИ и экспериментов in situ мы увидели и подтвердили, что механизм работает и при определенных параметрах сварки структурное состояние, отвечающее за прочность сплава, можно вернуть», — приводятся слова старшего научного сотрудника ИЯФ СО РАН Константина Купера. Специалистам удалось получить прочный сварной шов, сохранив прочность самого сплава.

Уральские ученые разработали пластик, не пропускающий излучение техники

Коллектив ученых из Института технической химии УрО РАН (филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН) и Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) создал композиционный полимерный материал. Новый композит состоит из переработанного сырья и обладает уникальными свойствами — отражает электромагнитные волны. Он подойдет для радиотехнических систем, в том числе радиолокационных и спутниковых систем связи. Из такого композита (по сути, пластика) можно создавать корпуса для техники, например для смартфонов, и таким образом снижать их электромагнитное излучение. Описание нового материала опубликовано в журнале Diamondand Related Materials.

«Крайне важно, что нам удалось создать новый композит из практически вторичного сырья. В основе материала — рубленные углеродные волокна, которые мы извлекли из углепластиков. Кроме того, в составе композита магнетит (это магнитные наночастицы), синтезируемый в нашей лаборатории, — говорит соавтор разработки, заведующая лабораторией структурно-химической модификации полимеров ИТХ УрО РАН Светлана Астафьева. — Полагаем, наша работа позволит повысить привлекательность переработки углепластиков за счет использования вторичных извлеченных углеродных волокон в дорогостоящих технологиях».

Исследования показали, что пластик с добавкой восстановленных углеродных волокон с магнетитом обретает новые свойства — начинает отражать электромагнитные волны. Это важно, так как поможет снизить излучение, которое испускает техника.

Электродинамические характеристики нового материала — в каком диапазоне частот работает композит и как ведет себя при взаимодействии с различными электромагнитными волнами — проверили в УрФУ.

«Все устройства, которые мы используем, в той или иной мере излучают или принимают различные радиочастотные сигналы. И новый материал предназначен для того, чтобы создавать экраны, которые препятствуют излучению, — поясняет соавтор исследования, научный сотрудник лаборатории электромагнитной совместимости УрФУ Алексей Коротков. — Материалы с подобными свойствами могут найти широкое применение в радиоэлектронике различного назначения. Его можно использовать в качестве непроводящих экранов, изолирующих часть платы или корпусов устройств, для защиты их от помех извне. На сегодня существуют металлические аналоги — экраны, но наша разработка будет обладать большим преимуществом в массогабаритных и эксплуатационных характеристиках, в том числе лучшей коррозионной стойкостью».

Исследовательская группа уже получила первые образцы нового материала, проверила его электродинамические свойства. Следующий этап работ — проверка теплофизических и физико-механических свойств композита, чтобы оценить, в каких приложениях он найдет наилучшее применение.

Отметим, исследование выполнено в рамках соглашения о сотрудничестве, которое подписали летом 2022 года ректор УрФУ Виктор Кокшаров и директор ИТХ УрО РАН Владимир Стрельников. Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

Ученые создадут автоматический анализатор низких концентраций формальдегида

Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ), которые изобрели и запатентовали способ автоматического измерения концентрации формальдегида в атмосферном воздухе, готовятся совместно с индустриальным партнером собрать прототип импортозамещающего прибора — первого российского автоматического анализатора низких концентраций этого вещества. Об этом сообщила ТАСС кандидат химических наук, доцент кафедры «Экология и химическая технология» Татьяна Крупнова.

«Недостатком уже существующих способов является невозможность автоматизации процесса определения низких концентраций формальдегида в воздухе, стандартный анализ на основе метода жидкостной хроматографии является трудоемким и дорогостоящим. А мы разработали простой, но в то же время оригинальный способ определения формальдегида. Основным результатом усовершенствования является автоматизация процесса, прибор на его основе позволит определять концентрацию формальдегида каждые 20 минут и рассчитывать среднесуточные концентрации, такой прибор мы готовимся собрать, обсуждаем это с индустриальным партнером 3АО НПК ,,Теко"», — сказала собеседница агентства.

По ее словам, способ автоматического измерения концентрации формальдегида в атмосферном воздухе был запатентован совместно с кандидатом химических наук, доцентом кафедры «Экология и химическая технология» Ольгой Раковой. Он основан на переводе газообразного вещества в жидкую фазу, а также на протекании высокочувствительной реакции образования флуоресцирующего комплекса. Для более полного протекания реакции подобраны специальные условия. При этом необходимые реагенты в раствор подаются автоматически.

«Наше изобретение позволяет определить концентрации формальдегида в атмосферном воздухе и воздухе помещений на уровне предельно допустимой концентрации автоматизированным способом. Потенциальные потребители изобретения — Росгидромет и Росприроднадзор, экологические службы промышленных предприятий и городов, имеющие стационарные и передвижные посты мониторинга состояния атмосферного воздуха и заинтересованные в определении возможных источников формальдегида», — сообщила ТАСС Ракова.

По словам ученых, контролировать уровень содержания формальдегида в воздухе очень важно. Дело в том, что эта примесь относится к веществам, обладающим канцерогенными и токсическими свойствами.

Южно-Уральский государственный университет — это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра «Передовые производственные технологии и материалы» (УМНОЦ). Он создан для объединения потенциалов образовательных и научных организаций реального сектора Свердловской, Челябинской и Курганской областей по нацпроекту «Наука и университеты».

https://t.me/good_events_russia/4795

Ростовские ученые разработали технологию для компьютеров будущего

 Ученые Южного федерального университета определили ключевые факторы, которые влияют на появление ошибок при квантовом вычислительном процессе. Исследования проводились при поддержке нацпроекта «Наука и университеты», сообщили в вузе.

«Ученые Института компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета при поддержке национального проекта ,,Наука и университеты" разработали корректирующий автоморфизм повторяющегося кода для квантовой коррекции ошибок», — говорится в сообщении.

Уточняется, что квантовые компьютеры будут способны обрабатывать огромные объемы информации с невероятно высокой скоростью. А одна из главных проблем, которую нужно будет преодолеть в ближайшем будущем для создания таких машин — неточность операций из-за взаимодействия с внешней средой. Ростовские ученые разработали методику исправления двух главных типов квантовых ошибок.

https://t.me/good_events_russia/4811

В рамках нацпроекта «Наука и университеты» разработана слабо проводящая керамика

В рамках нацпроекта «Наука и университеты» (федеральный проект «Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям») в Институте химии твёрдого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) при участии Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработан новый тип слабо проводящей керамики (СПК) с заданной электропроводностью для снятия статического заряда с внутренних поверхностей вакуумных камер ускорителей. Кроме того, новый материал может быть использован для создания высоковольтных изоляторов в различных областях электротехники.

В современной высоковольтной и ускорительной технике широко используются изолирующие трубчатые вставки. Если на поверхность таких изолирующих вставок попадает небольшой электрический заряд или просто какие-либо посторонние частицы (например, пыль), то распределение электрического поля значительно меняется. Это может приводить к электрическим пробоям и даже разрушению изоляторов.

Для борьбы с этим нежелательным явлением широко применяются многосекционные изоляторы, состоящие из чередующихся диэлектрических (обычно, керамических) колец и тонких металлических шайб. Соседние шайбы соединены друг с другом резисторами (сопротивлениями) с малой проводимостью. Это позволяет достигнуть одинаковой величины электрического поля во всём объёме диэлектрика.

Новосибирские учёные разработали и испытали другой подход к решению этой проблемы. Они создали керамику с малой проводимостью. Можно сказать, что в новых изоляторах описанные выше диэлектрические кольца, металлические шайбы и резисторы смешались. В процессе работы были исследованы физико-механические характеристики керамики на основе соединений, образующихся при высокотемпературной обработке смеси оксидов алюминия и бария с токопроводящими добавками, с целью определения оптимальных составов и выяснения возможностей получения конструкционных композитов. Принципиальной особенностью метода получения керамических материалов в этой работе является использование порошков, подготовленных методом совместной механоактивации в специально созданном для этого устройстве — высокоэнергетической планетарной мельнице, для получения однородной высокоактивной к спеканию смеси порошков. Химический состав нового материала запатентован (получено положительное решение на выдачу патента).

Новые изоляторы могут быть перспективны, например, в качестве элементов ускорительных трубок в ускорителях заряженных частиц. Кроме того, они могут быть использованы для создания высоковольтных изоляторов в различных областях электротехники.

Ростех и самарский вуз разработали новые типы оптических волокон

Холдинг «Швабе» Госкорпорации Ростех и команда молодых ученых Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики (ПГУТИ, г. Самара) работают над совместными проектами по разработке новых классов оптических волокон. Материалы, обеспечивающие надежное соединение при создании телекоммуникационных сетей, используются в разработке высокотехнологичных оптических устройств, в том числе в системах квантовых коммуникаций.

Одним из ключевых результатов интеллектуальной кооперации «Швабе» и ПГУТИ стало создание группы новых уникальных микроструктурированных оптоволокон, отличающихся наведенной киральностью — продольной скруткой. Такие материалы применяются в различных отраслях фотоники и сенсорики. Например, при создании оптических пинцетов, волоконно-оптических сенсоров, а также «генераторов» оптических вихрей — последние особо актуальны для систем квантовых коммуникаций.

«В настоящее время оптические волокна достаточно активно вытесняют медножильные кабели, применявшиеся ранее в телеметрии, телемеханике и других частных практических приложениях бортовых и промышленных сетей передачи данных. Волокно легче по весу, компактнее в монтаже, невосприимчиво к электромагнитным помехам и, что самое главное, имеет существенно большую полосу пропускания. Сотрудничество ,,Швабе" и ПГУТИ происходит фактически на стыке науки и промышленности. Это взаимодействие позволяет создавать новые типы оптического волокна, расширять сферу его применения. Первые результаты этой работы мы видим уже сейчас, и они весьма вдохновляющие», — сказал исполнительный директор Ростеха Олег Евтушенко.

Еще одна совместная разработка предприятия «Швабе» и ПГУТИ — новый класс кварцевых оптических волокон с экстремально увеличенным диаметром сердцевины — до 100 мкм вместо типовых 50 и 62,5 мкм. Благодаря этому оптоволокно обеспечивает высокую надежность сети передачи данных в условиях вибраций и возможного наличия пыли и взвесей в окружающей среде. Материал оптимизирован для совместной работы с лазерными источниками оптического излучения в оборудовании мультигигабитных сетей передачи данных разного назначения.

Такое оптоволокно в первую очередь ориентировано на кабельные системы, работающие в агрессивных условиях эксплуатации, и может быть использовано, например, в воздушных судах, космических аппаратах, железнодорожных локомотивах, пассажирских и грузовых составах, в метро, а также в промышленных сетях.

Ученые в Сибири создали технологию моделирования рисков камнепадов

 Сотрудники Сибирской школы геонаук создали технологию для обследования труднодоступных горных участков со сложным рельефом, которая также позволяет изучать риски камнепадов, оползней и селей. Работу провели по программе «Приоритет 2030» национального проекта «Наука и университеты», сообщил Иркутский национальный исследовательский технический университет.

Комплекс состоит из оригинальных беспилотных аппаратов для съемок земной поверхности, геодезической системы и авторских программных модулей обработки и анализа данных. Технология позволяет проводить мониторинг труднодоступных участков с углами уклона до 90 градусов, учитывая трещины и деформации. Разработка получила правовую охрану как ноу-хау Иркутского политеха.

«Сейчас проектная команда сосредоточена на разработке дружественной программы-оболочки, которая автоматизирует все процессы обработки данных до получения результатов. В настоящее время технология предназначена для исследования скально-обвальных участков. Мы намерены совершенствовать прогностический аппарат, использовать систему для изучения эталонных участков, развивая алгоритмы прогнозирования селей», — поделился планами научный руководитель Сибирской школы геонаук Александр Паршин.

В 2022 году политеховцы обследовали более 70 труднодоступных участков в пределах Байкальской рифтовой зоны. В территорию исследования попали места, угрожающие оползнями и камнепадами Кругобайкальской железной дороге, которая является объектом культурного наследия.

«Традиционными методами собрать нужную информацию трудно, поскольку это опасно для жизни и здоровья специалистов. Именно поэтому полевые работы были проведены с борта водного судна, без высадки на берег. Процессы моделировали, используя производительный вычислительный кластер. В результате за три месяца мы получили простые для интерпретации трехмерные модели с информацией о наиболее опасных участках», — сообщил Александр Паршин.

Ученые определили механизм, позволяющий бактериям «дышать» железом

 Ученые из Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук РАН в Москве описали структуру белка OmhA, который помогает живущим при высоких температурах и в отсутствие кислорода бактериям «дышать» железом. Работа выполнена по нацпроекту «Наука и университеты», сообщил центр.

Дыхание — это процесс, благодаря которому клетки получают энергию. Исследование помогло понять механизм, благодаря которому микроорганизмы принимают ее, активно участвуя в преобразовании разных форм железа, в том числе в формировании минеральных пластов. Полученные данные расширяют представления об образовании горных пород и, в частности, круговороте металла в природе.

Ученые описали свойства и пространственную структуру белка OmhA из бактерии Carboxydothermus ferrireducens, которая обитает в богатых железом горячих источниках и использует его нерастворимые соединения в дыхательных процессах. Авторам удалось охарактеризовать цепь переноса электронов от поверхности клетки к металлу вне ее. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Structure.

https://t.me/good_events_russia/4834