Business Class проанализировал, чем занимаются пермские ученые и какие у них планы на будущее.
Анализы без боли.
Суть исследования: ученые ПГНИУ совместно со своими американскими коллегами разрабатывают альтернативу классическому шприцу. Безопасные и не причиняющие боли микроигольные устройства будут использоваться для диагностики заболеваний и доставки лекарственных препаратов в клетки. «Для получения 5 мкл подкожной жидкости, необходимых для проведения анализа, нужно наложить аппликатор на кожу на 15 минут. Во время этой процедуры пациент не будет чувствовать боли и испытывать психологический дискомфорт. Кроме того, применение этих игл не вызывает никакой аллергии и осложнений», – комментирует профессор Марина Землянова. Исследования подкожной жидкости активно ведутся также в Нидерландах и Японии, но эта разработка не имеет аналогов. Микроигольное устройство – это полимерная пластина диаметром 0,5 см (размер канцелярской кнопки), на которой расположены 100 полых полимерных игл. Кроме того, ему не требуется специальная утилизация, тогда как утилизация шприца в 2,5 раза дороже, чем его себестоимость. Кто изобрел: международная исследовательская группа под руководством профессора Пермского университета (ПГНИУ) Марины Земляновой и профессора Технологического института Джорджии (Georgia Tech, Атланта, США) Марка Праузница разрабатывают технологию сбора и анализа подкожной жидкости, которая несет в себе такую же информацию, как и плазма крови, с помощью микроигольных устройств. Источники финансирования: финансирование проекта осуществляется за счет программы развития ПГНИУ и бюджетных средств Пермского края.
Увеличение эксплуатации шин.
Суть исследования: ученые ПГНИУ совместно с российскими и немецкими партнерами работают над созданием полимерных материалов для производства современных автошин. Изменение технологий производства и состава материала способно увеличить срок эксплуатации шин российских производителей, что сделает их конкурентоспособными на международном рынке. «Специалисты исследуют свойства резины на испытательных установках и определяют механизмы поведения материала. На основе полученных данных строится математическая модель, с помощью которой можно спрогнозировать свойства материала, которые зависят от состава и технологии производства полимера», – комментирует ведущий инженер ИМСС УрО РАН Владимир Шадрин. Кто изобрел: исследования проходят в партнерстве специалистов ПГНИУ, Института механики сплошных сред УрО РАН и Лейбницкого Института полимерных исследований. Пермские ученые изучают различные виды резины для выявления качественных материалов, которые проходят экспериментальные проверки. Что дальше: потом, по рекомендациям ученых, производитель должен изменить состав полимера, после чего новые образцы резины снова будут подвергаться испытаниям. Источники финансирования: деньги выделяются из бюджета Пермского края.
Диагностика органов дыхания.
Суть исследования: международная исследовательская группа создает переносной портативный прибор по диагностике дыхательных путей. Основная задача группы – создать компактный мобильный прибор, используя возможности микропроцессорной техники, современные технологии приборостроения, с помощью которого можно будет анализировать сопротивление переменному току органов человека, и делать из этого медицинские выводы. «Прибор работает на основе метода комплексного электрического сопротивления, с помощью которого можно будет определить аномальное состояние легких и бронхов. Сейчас подобная технология, требующая наложения электродов, применяется у кардиологов при снятии электрокардиограммы. Она безвредна и безболезненна», – комментирует профессор Михаил Марценюк. Кто изобрел: в состав исследовательской группы входят ученые ПГНИУ и представители лаборатории медицинских информационных систем научно-практического центра «Кардиология» из Минска. Что дальше: первый прототип прибора будет создан к концу 2015 года. Источники финансирования: деньги на проект выделяются из средств федерального бюджета и бюджета Пермского края.
Появление провалов.
Суть исследования: теперь можно не бояться провалов и обрушения зданий – ученые разработали методику оценки рисков возникновения провальных явлений на закарстованных территориях. В основе исследования лежит анализ данных о геологическом и гидрогеологическом строении территорий и построение математических моделей на его основе. Полученные в лаборатории результаты проверяются в полевых условиях. Ученые создают математическое подобие геологической ситуации на местности и дают точный прогноз ее развития, который позволяет с точностью указать, можно ли вести строительство на данной территории. «Методики, применяемые ранее, не могли точно определять, в каком месте появится провал, потому что были ориентированы на внешний анализ уже свершившихся карстовых явлений. Степень эффективности такого прогноза оставляет желать лучшего», – комментирует руководитель проекта, заведующий кафедрой динамической геологии и гидрогеологии ПГНИУ Валерий Катаев. Кто изобрел: разработкой методики оценки рисков возникновения провалов занимается группа ученых из ПГНИУ И ПНИПУ и их итальянские коллеги. Что дальше: пермские ученые хотят со стопроцентной точностью прогнозировать появление карстовых провалов, которые могут привести к обрушению зданий. В дальнейшем планируется включение новых данных для обнаружения просадочных явлений, оползнеобразованных и подтоплений. Кроме того, методика может быть использована для прогнозирования разрушительных процессов на территориях, где велась добыча полезных ископаемых. Источники финансирования: деньги выделяются из федерального бюджета и средств Пермского края.
Добыча нанозолота.
Суть исследования: геологами ПГНИУ недавно на севере Пермского края была найдено ртутистое золото, образованное наноразмерными частицами. Особенность методики, с помощью которой было найдено «невидимое золото», в том, что ученые начали работать с мощными оптическими приборами, благодаря которому можно исследовать мельчайшие рудопроявления, в том числе и нанозолото. Как правило, это не золото в чистом виде, а некие агрегаты или смесь, которую позже разделяют химическими методами на составляющие, потому что в этом драгоценном металле присутствует много примесей – железа, свинца и палладия. После чего золото уже можно использовать традиционным образом. Кто изобрел: геологи Пермского национального исследовательского университета. Что дальше: способ несоизмерим с промышленными масштабами добычи, но такая методика способствует рациональному использованию ресурсов. Кроме того, еще одной целью разработок ученых является поиск с помощью нанозолота более крупных залежей этого драгметалла – известно, что его частицы притягиваются друг к другу. «Нанозолото присутствует во многих разрабатываемых в мире месторождениях, например в Южной Африке, – сообщает Борис Осовецкий. – Частично оно уже извлекается». Источники финансирования: деньги на проект выделяются из средств бюджета Пермского края.
Конвейер инноваций.
Авторы видеогида для музеев Maugry недавно получили патент на Информационную систему поддержки инноваций «Конвейер инноваций». «Конвейер инноваций» – информационная система, предоставляющая молодым бизнес-проектам инфраструктуру для взаимодействия с профильными экспертами, поиска разнопрофильной команды, а так же предоставляющая среду, обеспечивающую сопровождение проекта от идеи до компании. По словам разработчика системы Сергея Калкатина, конвейер инноваций позволит промоделировать весь жизненный путь проекта. При достижении определенной степени готовности информационная система рекомендует проектной команде участвовать в различных конкурсах в зависимости от уровня ее готовности и требований к конкурсу.
Борьба с опасными заболеваниями.
Сотрудники Института технической химии Пермского научного центра (ПНЦ) Уральского отделения РАН недавно вывели соединения, которые могут стать основой в разработке лекарств для борьбы с тяжелыми заболеваниями. Были синтезированы производные бетулина (основного компонента бересты березы), высокоэффективные in vitro в отношении ВИЧ, вирусов гриппа и герпеса. Эти анти-ВИЧ препараты востребованы на фармацевтическом рынке как агенты политаргетного действия. Кроме того, ученые выявили соединение с противоопухолевой активностью в отношении перевиваемых культур клеток рабдомиосаркомы, меланомы и рака легкого, главная особенность которого – механизм действия, основанный на эффекте «программируемой смерти» раковых клеток.
Магнитные бури.
Коллектив авторов из МГУ, Университета Манчестера, Института радиоастрономии в Бонне вместе с пермскими коллегами из Института механики сплошных сред предложили многомасштабную модель генерации галактического магнитного поля, которая предсказывает возникновение инверсий крупномасштабного магнитного поля и формирование спиральных рукавов. Это исследование в дальнейшем позволит прогнозировать галактические «магнитные бури». Полученные данные говорят о том, что магнитные рукава галактик не привязаны к оптическим, они могут взаимопроникать, поэтому в процессе эволюции планетарные системы могут входить и выходить из магнитных рукавов. Если рукава имеют периодическую структуру, то это приведет к «сезонному» изменению космического климата вокруг планет, сменяющемуся за сотни миллионов лет.
Роботы-промоутеры.
Робототехника в Перми давно вышла за пределы лабораторий и полигонов – в середине апреля появится первая партия роботов, собранных в Перми. Первый подобный образец с осени стоит в гипермаркете «Семья», в котором он продавал розы. Теперь же речь идет о выпуске целой партии роботов-промоутеров, которые будут работать в разных местах Перми. Создателями робота стали ученые из ПНИПУ и пермский бизнесмен Олег Кивокурцев, которые сообщили, что вся электроника будет поступать из Китая, но сборка будет в Перми.
Диффузия в космосе.
Физики ПГНИУ в составе международной исследовательской группы начнут изучать процессы диффузии и термодиффузии в трехкомпонентных смесях на Международной космической станции (МКС). Сейчас на МКС идет эксперимент, который проводит международная исследовательская группа под руководством пермского профессора Татьяны Любимовой. По словам Татьяны Любимовой, космические эксперименты дают возможность наблюдать процессы переноса в смесях в условиях подавления эффектов, связанных с наличием тяжести. «Получение этих результатов имеет значение не только для фундаментальной науки, но и для различных отраслей промышленности», – комментирует она. Во многих исследованиях бюджет, который выделяется ученым, до конца не известен – работа может идти месяцами и годами. Поэтому исследователи отказываются обозначать даже примерную стоимость проектов.
