Саратовские учёные нашли способ ускорять зарядку аккумуляторов, лечить травмы мозга электромагнитным полем и определять загрязнение почвы прямо в поле с помощью смартфона. В этом дайджесте – главные научные новости СГУ: над чем работают учёные, каких результатов добились и почему эти разработки важны и актуальны сегодня.
Учёные научились «собирать» наноструктуры для космической электроники
Сотрудники Саратовского университета разработали три программы, которые подбирают совместимые по диаметру многостенные нанотрубки, проверяют их устойчивость и собирают в сложные сетки. Такие структуры перспективны для защиты электроники в космосе, энергетике и композитных материалах.
Когда многостенные трубки объединяются в жгуты, за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий растут их прочность и электропроводность. Причем этот эффект выражен сильнее, чем у одностенных нанотрубок, – прокомментировал исследование ассистент кафедры радиотехники и электродинамики СГУ П.А. Колесниченко.
Об этом – в материалах Науки Mail, газеты «Поиск» и на ленте ТАСС.
В СГУ нашли подход для создания энергоэффективных устройств передачи информации
Учёные СГУ вместе с коллегами из Института радиотехники и электроники РАН разработали новый подход к созданию компактных и энергоэффективных устройств для передачи и обработки информации. Исследователи изучали магнонику, где информация передается с помощью спиновых волн, что позволяет снизить потери энергии и нагрев устройств. В экспериментах использовали плёнки железо-иттриевого граната, в которых спиновые волны могут распространяться на значительные расстояния с минимальными потерями. Разработка может найти применение в магнонной электронике, СВЧ-системах и элементах вычислительной техники.
Если представить среду как „хитрый“ туман, который по-разному рассеивает свет в разных направлениях, то в некоторых направлениях луч фонаря будет вести себя почти как лазерный – останется узким и не будет заметно расширяться. Аналогично и спиновые волны в анизотропной среде могут распространяться практически без расплывания в определённых законами магнетизма направлениях пространства, – рассказал А.В. Садовников.
Исследователи СГУ предложили лечить инфекционные гнойники лазером
Учёные СГУ и СГМУ придумали новый способ лечения гнойных образований в брюшной полости, который может помочь бороться с бактериями без антибиотиков и операции. Метод основан на сочетании лазерного излучения, специального красителя и кислорода, который под воздействием света активируется и уничтожает бактерии. В экспериментах на лабораторных животных после курса такого лечения размер абсцесса значительно уменьшился, а показатели крови нормализовались.
Мы предлагаем использовать три компонента: свет с определённой длиной волны, молекулярный краситель в специальном растворе – „приёмник-передатчик“ энергии излучения и молекулярный кислород. Для лечения необходимо ввести сначала раствор „приемника-передатчика“ в область терапии, а потом просветить ткань красным или инфракрасным лазером. Энергии хватит, чтобы „перевести“ молекулы кислорода в активное состояние, которые атакуют бактерии, разрушая любые их компоненты, – добавил В.В. Тучин.
Подробности читайте на сайте РИА «Новостей»
Сотрудники Саратовского университета разработали быстрый тест на «безопасность» почвы для посадок
В СГУ разработали способ, который позволяет быстро определить, загрязнена ли почва гербицидами, прямо в полевых условиях. Для проверки нужны образец почвы, вода, специальный реактив, пластиковый планшет, ультрафиолетовая лампа и камера смартфона. Чем слабее зелёное свечение после проведения анализа, тем выше содержание гербицидов в почве.
Однако экстремальные условия (засуха или переувлажнение почвы, изменение её кислотности) значительно усиливают негативное воздействие имидазолинонов на окружающую среду. Это может привести к замедлению цикла развития некоторых культур, последующему снижению урожайности и экономическому ущербу для агрорегионов, – рассказала одна из авторов работы, профессор кафедры общей и неорганической химии СГУ Н.А. Бурмистрова.
Больше материалов по этой теме читайте также на сайте РИА «Новостей»
Учёные СГУ придумали, как создавать искусственные аналоги человеческих белков
Научные сотрудники Саратовского университета в составе международной команды разработали компьютерную модель для создания искусственных белков-рецепторов, которые могут заменить дорогие природные антитела. Такие белки способны распознавать нужные молекулы и использоваться в медицинских тестах, а также для нейтрализации токсинов и доставки лекарств к больным клеткам. Новая модель позволяет заранее определить, как будет формироваться белок и сколько компонентов потребуется для его создания, вместо подбора условий методом проб и ошибок. В исследовании участвовали специалисты СГУ, МГУ и Университета прикладных наук Аахена в Германии.
Импринтинг белка устраняет главные недостатки природных антител, производство которых ограничено из-за высокой стоимости, сложности процессов их получения и этических норм. Кроме того, импринтированные белки не испортятся, если в лаборатории или при перевозке изменится температура, в отличие от более хрупких антител, – объяснила одна из авторов исследования, младший научный сотрудник лаборатории неорганической химии СГУ П.М. Ильичева.
Подробнее – на сайте РИА «Новостей», Ferra.
В СГУ выяснили, как сделать наноматериалы прочнее и устойчивее к нагрузкам
Учёные СГУ доказали, что объединение многослойных нанотрубок в плотные жгуты делает их более устойчивыми к деформации при нагрузках. При этом продольная жёсткость материала почти не меняется. Исследователи установили, какие характеристики нанотрубок позволяют одновременно сохранить высокую прочность и устойчивость к деформации. По словам одного из авторов работы, доцента СГУ В.В. Шунаева, результаты могут помочь в создании лёгких и прочных материалов для ракет, автомобилей и гибкой электроники:
Мы использовали метод, который сочетает точность квантовых расчётов с возможностью моделировать большие системы. Объектами исследования являлись нанотрубки с особой геометрией – их слои ложатся друг на друга идеально, как детали конструктора. Это позволило нам впервые сравнить свойства одиночных нанотрубок и их плотных жгутов и увидеть, как именно соседство трубок влияет на их прочность и упругость, – рассказал один из авторов исследования, доцент кафедры радиотехники и электродинамики СГУ В.В. Шунаев.
Учёные СГУ предложили лечить мозг после травм электромагнитами
СГУ вместе с коллегами из российских и зарубежных научных центров предложили использовать импульсное электромагнитное поле для защиты тканей мозга после черепно-мозговой травмы. Метод направлен на восстановление работы мелких сосудов, нарушение которой может приводить к нехватке крови и гибели нервных клеток. В экспериментах на лабораторных животных однократное воздействие помогло нормализовать внутричерепное давление, улучшить поступление крови к мозгу и снизить гибель нейронов.
Использование импульсного электромагнитного поля с параметрами 27,12 мегагерц, 6 Вольт на метр, амплитудно-модулированного трёхмиллисекундными импульсами с частотой 5 герц предупреждало или существенно затормаживало развитие неблагоприятных процессов в головном мозге и уменьшало гибель мозговой ткани. Важно отметить, что купировать неблагоприятные последствия необходимо сразу после ЧМТ, мы проводили процедуру в течение часа после травмы, – рассказал старший научный сотрудник кафедры физиологии человека и животных СГУ, сотрудник Приволжского исследовательского медицинского университета А.А. Трофимов.
Читайте больше на РИА «Новостях», Ferra.
Научные сотрудники СГУ применили против рака «лазерный меч»
Учёные СГУ вместе с российскими и иранскими коллегами предложили новый способ лечения глиобластомы – одной из самых агрессивных форм рака мозга – с помощью инфракрасного лазера. Лазер воздействует на опухолевые клетки, активирует кислород и запускает их естественную гибель, при этом метод не требует введения дополнительных препаратов. В экспериментах на животных такой подход увеличил выживаемость с 34 до 64 процентов и замедлил рост опухоли.
Это достаточно жёсткий метод с риском для здоровых тканей, побочными эффектами и противопоказаниями. Наш подход – неинвазивный, без дополнительных агентов. Мы воздействуем напрямую на клеточные механизмы, перезапуская внутренние программы гибели раковой клетки. Это гораздо более щадящее воздействие, которое можно использовать в качестве дополнительного метода лечения, – подчеркнул старший научный сотрудник лаборатории «Умного сна», руководитель Центра коллективного пользования СГУ А.А. Широков.
В СГУ придумали, как в разы улучшить аккумуляторы
С помощью компьютерного моделирования учёные СГУ с разработали материал для аккумуляторов, который может значительно ускорить зарядку и увеличить их ёмкость. В основе разработки – сочетание графена и оксида кобальта с литием, благодаря которому ионы лития перемещаются быстрее, а аккумулятор может хранить больше энергии. По предварительным расчётам, новый материал сохраняет свои свойства при сильном охлаждении и нагреве. Разработка в перспективе может помочь создать более мощные аккумуляторы для смартфонов, ноутбуков и электромобилей.
Наше исследование приближает появление смартфонов и ноутбуков, которые заряжаются за минуты и работают дни без подзарядки, а также электромобилей с запасом хода, сравнимым с бензиновыми авто, и безопасных даже в экстремальных климатических условиях, – объяснил доцент кафедры радиотехники и электродинамики СГУ В.В. Шунаев.
Больше информации ищите на РИА «Новостях».
В Саратовском университете создали умную капсулу для лечения рака
Учёные СГУ вместе с коллегами из Национальной академии наук Армении разработали специальные микросферы для более точной доставки препаратов к опухоли при фотодинамической терапии. Они состоят из карбоната кальция и белка церулоплазмина, который защищает препарат, а оболочка микросфер разрушается в кислой среде опухоли и постепенно высвобождает лекарство. Такой подход позволяет доставлять больше препарата непосредственно к опухоли и снижать воздействие на здоровые ткани. Следующим этапом станут испытания разработки на животных, которые помогут оценить возможность её дальнейшего применения в лечении рака.
Этот постепенный выход препарата крайне важен: мы можем добиться высокой концентрации лекарства именно в зоне опухоли, минимизируя воздействие на здоровые ткани, – добавляет один из авторов исследования и руководитель Научного медицинского центра СГУ В.В. Тучин.
Совместно с Минобрнауки России и исследователями Саратовского университета в формате научпоп выяснили:
Читайте новости Саратовского университета в MAX. Подписывайтесь на канал Минобрнауки России в MAX.
