Блог «Наука»


    • директор Института «Умные материалы и технологии» Ирина Курзина
    • директор Института «Умные материалы и технологии» Ирина Курзина
    •  © newinform.com

    Ученые САЕ «Институт «Умные материалы и технологии» ТГУ в рамках ФЦП разработали новый многослойный материал, предназначенный для производства тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов на быстрых нейтронах.

    Главные конкурентные преимущества продукта, изготовленного на основе сплава ванадия, заключаются в высокой коррозионной и радиационной стойкости одновременно с простотой изготовления и последующей обработки. Основные потенциальные потребители разрабатываемых материалов и конечной продукции — предприятия государственной корпорации «Росатом».

    Композитный материал представляет собой трехслойный материал — хромсодержащая сталь / ванадиевый сплав / хромсодержащая сталь (Х17Н2/V-4.9Ti-4.8Cr/ Х17Н2). Испытания радиационной стабильности показали, что воздействие ионов тяжелых металлов на этот материал не приводит к существенному изменению его фазового состава, композит является коррозионно и радиационностойким.

    читать дальше

    •  © cdnimg.rg.ru

    Ученые Томского государственного университета (ТГУ) разработали многослойный материал для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Он сохраняет свои свойства при температуре до 700 градусов и дозах повреждения более 150 смещений на атом и при этом прост в изготовлении и последующей обработке, сообщили в пресс-службе вуза.

    «Ученые Института «Умные материалы и технологии» ТГУ в рамках федеральной целевой программы разработали новый многослойный материал, предназначенный для производства тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Главные конкурентные преимущества продукта, изготовленного на основе сплава ванадия, заключаются в высокой коррозионной и радиационной стойкости одновременно с простотой изготовления и последующей обработки. Основные потенциальные потребители разрабатываемых материалов и конечной продукции — предприятия государственной корпорации «Росатом», — сказали в пресс-службе.

    читать дальше

  • Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) Петра Великого разработали опытный образец ракетного двигателя для космических аппаратов, способный обеспечить управляемый полет в течение 10 с лишним лет. Об этом говорится в сообщении пресс-службы вуза.

    «Ученые СПбПУ разработали ракетный двигатель для космических летательных аппаратов, основанный на ускорении ионов в новой конструкции. <…> Большая скорость факела позволяет получать требуемую тягу, экономно расходуя массу рабочего вещества. Поэтому его должно хватить для управления полетом аппарата на десяток лет и более», — указывается в документе.

    В таком двигателе производят ионизацию запасенного рабочего вещества, полученные ионы ускоряют электрическим полем до десятков километров в секунду. Затем ионы нейтрализуют и выстреливают в космическое пространство, создавая реактивную силу. Такой двигатель универсален по отношению к топливу и может работать даже на лунном реголите или марсианском песке. Это позволит дозаправлять космические аппараты во время экспедиций, не перегружая корабль и не сокращая время пребывания в космосе, отмечается в сообщении.

    По словам одного из авторов разработки, профессора СПбПУ Олега Цыбина, используемая учеными технология универсальна: нужно сформировать заряженную частицу и ускорить ее электрическим полем. «Для этого может подходить довольно широкий круг рабочих веществ, в том числе газов, жидкостей, твердых тел. Необходимые технологии можно моделировать и апробировать в больших вакуумных камерах на Земле», — приводит пресс-служба слова ученого.

    Испытания опытного образца двигателя в условиях, приближенных к полетным, университет проводит совместно с ОКБ «Факел» (Калининград) и Военно-космической академией имени А. Ф. Можайского. Уже поданы три заявки на изобретения, получен один патент.

    •  © cdn21.img.ria.ru

    Исследователи Центра энергетических наук и технологий Сколтеха вместе со специалистами Института проблем химической физики РАН и Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева разработали новый материал, который позволит улучшить характеристики быстрозаряжаемых металл-ионных аккумуляторов. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба Сколтеха.

    Литий-ионные аккумуляторы на основе неорганических материалов (таких как оксиды, фосфаты и др.) сегодня занимают доминирующее положение на мировом рынке, но их совершенствование затруднено. Проблема может быть решена за счет применения в производстве органических соединений в качестве катодных материалов. Они обладают высокой удельной энергоемкостью, а также высокой скоростью заряда и устойчивостью к механическим деформациям, которых нет у тяжелых элементов, используемых в создании аккумуляторов сегодня. Экологичность обеспечивается за счет того, что органические материалы содержат только элементы, встречающиеся в живой природе, а значит могут производиться на основе возобновляемых ресурсов.

    читать дальше

  • Пензенские ученые совместно с коллегами из Центра кардиологии Минздрава России разработали первый отечественный протез аортального клапана сердца с трансфеморальной (через сосуды) системой доставки без вскрытия грудной клетки и остановки сердца. В четверг с целью тестирования технологии протез клапана установили свинье, рассказал главный врач Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии города Пенза Владлен Базылев.

    Порок (стеноз) аортального клапана — одна из наиболее распространенных форм патологии сердечно-сосудистой системы. По словам Базылева, у 30% пациентов старше 70 лет выявляют это заболевание. Традиционно стеноз лечат при помощи операции со вскрытием грудной клетки в условиях искусственного кровообращения, при этом у пожилых пациентов не исключен риск серьезных осложнений и смерти.

    «Первый отечественный протез аортального клапана сердца с трансфеморальной системой доставки позволяет устанавливать клапан больному человеку через бедренную артерию по сосудам без проведения открытой хирургической операции и без остановки сердца. Сегодня в рамках доклинических испытаний системы доставки протез установили свинке», — сказал Базылев.

    читать дальше

  • В России создали новый автономный термоэлектрический генератор (ТЭГ), который не требует техобслуживания и способен провести в режиме ожидания более десяти лет. В будущем такой ТЭГ может быть использован в устройствах для подачи сигналов бедствия с точными координатами места происшествия — например, в датчиках предупреждения лесных пожаров.

    Новый генератор относится к типу термоэлектрических устройств, которые для выработки электричества используют разницу температур двух пластин полупроводникового модуля (эффект Зеебека). При этом главное инженерное нововведение состоит в том, что для разогрева «горячей» пластины решили использовать термитный наноматериал на основе алюминия и никеля.

    — Термитные материалы известны уже более века, в настоящее время их используют при сварке металлических изделий. Для нашей разработки мы применили их особую разновидность — наноразмерные порошки, способные выделять большее количество тепла за счет более высокой скорости прохождения реакции, — рассказал ассистент Института перспективных материалов и технологий НИУ «Московский институт электронной техники» Егор Лебедев. — Кроме того, разработанный состав термитного материала не требует атмосферного кислорода, вместо него используется специальный окислитель в составе порошка, что позволяет ему работать в любых условиях окружающей среды.

    Инженеры создали работающий прототип, который при малом размере (два коробка спичек) способен вырабатывать электроток силой в 100 миллиампер при напряжении в 3,5 вольт в течение двух минут. Этого достаточно, например, для работы современного смартфона в режиме разговора, если аккумулятор полностью разряжен или испорчен.

    читать дальше

    •  © mcx.ru

    Уникальный фильтр очистки топлива от воды подходит для всех видов машин и спецтехники, работающих на дизельном двигателе. Изобретение не имеет аналогов и позволяет в 2 раза продлить безремонтный срок службы топливной системы до капитального ремонта. Соответственно вдвое уменьшить затраты на ремонт.

    Устройство позволяет не только удалять воду из дизельного топлива, но и решать проблему конденсата, который появляется в топливном баке при перепаде температур (особенно в осенний и весенний периоды).

    «Вода ржавит металл, действует на точные детали, что приводит к быстрому износу топливной аппаратуры. Уникальность нашего изобретения заключается в дополнительном мембранном слое, который задерживает 99% воды. Данный фильтрующий элемент можно использовать несколько раз, просто промыв картридж противотоком», — рассказал один из авторов разработки, преподаватель Уральского ГАУ Леонид Новопашин.

    Над изобретением в течение года трудился коллектив студентов и ученых с кафедры технологических и транспортных машин и кафедры пищевой инженерии аграрного производства. Представители вуза проводили исследования в учебном парке на тракторе МТЗ-80. По итогам испытаний погрешность фильтра составляет всего 1%, то есть из 10% воды устройство пропустило не более 0,1%.

    Сегодня ученые Уральского аграрного университета получили патент на свое изобретение и работают над усовершенствованием устройства, что позволит удешевить его себестоимость.

  • Ученые МГТУ им. Н.Э. Баумана и ВНИИ автоматики Росатома разработали технологию получения совершенных материалов — металлических пленок с шероховатостью поверхности в миллион раз меньше диаметра волоса. Устройства на основе таких материалов позволят создать вычислительные устройства будущего, в том числе квантовых компьютеров, а также сверхчувствительные лечебно-диагностические комплексы, сообщила в среду пресс-служба Министерства науки и высшего образования.

    «Сотрудникам научно-образовательного центра „Функциональные микро/наносистемы“ [НОЦ ФМН] - совместного центра МГТУ им. Н.Э. Баумана и ВНИИ автоматики госкорпорации „Росатом“ удалось разработать оригинальное оборудование и серийную технологию получения материалов с ультрамалыми потерями, близкими к теоретическому пределу. Причем, эта универсальная технология может одновременно применяться в разработках в области биомедицины, нанофотоники, энергетики, квантовых вычислений и коммуникаций», — говорится в сообщении.

    Потери полезного сигнала из-за несовершенства материалов до сих пор являются ключевым барьером на пути разработки сверхчувствительных лечебно-диагностических комплексов, квантовых компьютеров будущего, абсолютно защищенных систем безопасности и так далее. Ведущие мировые лаборатории уже десятки лет активно работают над поиском новых подходов к решению этих проблем. Российская команда ученых и инженеров предложила принципиально новый подход для создания приборов на новых физических принципах.

    читать дальше

  • Группа ученых из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (ЛЭТИ) совместно с Тихоокеанским океанологическим институтом им. В. И. Ильичева (Владивосток) разработали новый метод диагностики астмы и хронической обструктивной болезни легких на основе анализа звуков выдоха, которые регистрируют с помощью бытового микрофона. Об этом в среду ТАСС сообщила доцент кафедры биотехнических систем ЛЭТИ Анна Глазова.

    «Обычно для диагностики астмы и хронической обструктивной болезни легких используется спирометрия — человек делает выдох в специальную трубку, и врач анализирует объем выдоха и его скорость. Мы предложили более простой метод — выдох человека записывается на микрофон, и уже по характеристикам звука и его продолжительности определяется патология», — пояснила собеседница агентства.

    читать дальше

  • Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) модифицировали материал из редкоземельных элементов. Его использование при сборке промышленных кремниевых солнечных батарей позволит повысить их КПД более чем на 20%, сообщила в среду пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.

    «Научной группой в лаборатории «Физика функциональных материалов углеродной микро- и оптоэлектроники» Физико-технологического института УрФУ был разработан прототип модифицированной солнечной ячейки, содержащей конверсионный слой из наночастиц редкоземельных оксидов. Такая конструкция солнечной ячейки позволит использовать дополнительную часть солнечного спектра в ультрафиолетовой области, что, по предварительным данным, обеспечит увеличение эффективности преобразования более чем на 20%", — говорится в сообщении.

    Ученые использовали материал на основе группы из 17 элементов, включающей скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Направленная модификация их оптических свойств значительно улучшает КПД преобразования солнечной энергии.

    читать дальше

  • Сотрудники петербургского Университета ИТМО создали из искусственных материалов новые радиочастотные катушки для МРТ-аппаратов, которые за счет своих новых электромагнитных свойств позволяют повысить точность оборудования или снизить его стоимость.

    Мы занимаемся разработкой, исследованиями в области искусственных материалов, так называемых метаматериалов, изучаем их уникальные электромагнитные свойства. Также мы занимаемся применением этих материалов в области магнитно-резонансной томографии. Мы делаем из этих метаматериалов новые радиочастотные катушки, которые либо превосходят по своим характеристикам существующие, либо не уступают в функциональности, но значительно дешевле, что сказывается на стоимости всего оборудования.

    Главная сложность при проведении МРТ — отделение полезного сигнала от шума. Именно для этого приходится повторять одно и то же исследование несколько раз, чтобы получить достоверную картину. Это приводит к тому, что исследование может длиться в течение десятков минут.

    Более совершенные катушки из метаматериалов, обладающие большей чувствительностью, позволяют значительно улучшить отношение сигнал-шум, что позволяет увеличить чувствительность и проводить исследование эффективнее. Также в вузе создают специальные катушки под конкретные потребности врачей — так ученые сделали катушку для проведения целенаправленного исследования запястья человека.

    •  © lukoil.ru

    24 мая 2019 г. в Нижегородской области ПАО «ЛУКОЙЛ» открыло научно-исследовательский центр (НИЦ) по битумным материалам. Оснащенный самым современным оборудованием центр позволяет моделировать транспортные нагрузки и климатические условия любого уровня сложности для испытаний битумов и асфальтобетонов в составе дорожного покрытия. Оборудование лабораторий центра позволяет проводить самый широкий в стране спектр испытаний битумов и асфальтобетонов — более 70 методов, моделирующих транспортные нагрузки и климатические условия любого уровня сложности.

    читать дальше

  • Группа ученых из Сколтеха и МГУ предложила новый подход для замещения атомов углерода на атомы азота в кристаллической решетке суперконденсаторов, что позволит повысить емкость источников энергии для портативной электроники, сообщили в четверг в пресс-службе Сколтеха. Исследование опубликовано в журнале группы Nature — Scientific Reports.

    Суперконденсатор — один из химических источников тока, характеризующийся большими скоростями разрядки и зарядки по сравнению с батареями, а также большей запасенной энергией на единицу массы или объема. Обычно в качестве материалов для суперконденсаторов используются пористые материалы, такие как углерод или пористые металлы. Использование металлов приводит к значительному увеличению массы источников.

    читать дальше

  • Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) определили наиболее перспективный метод быстрого и экономичного получения ароматических аминов — самых востребованных продуктов органического синтеза в мире, которые используются в производстве лекарств, красителей, шин и полимеров. Об этом сообщила в понедельник пресс-служба Минобрнауки РФ.

    «Команда ученых-химиков ТПУ определила механизм прямого электрофильного аминирования (введения аминогруппы, то есть одного атома азота и двух атомов водорода) и предсказала пути его осуществления. Политехники доказали наиболее перспективный метод быстрого и экономичного получения ароматических аминов. Это одни из самых востребованных продуктов органического синтеза в мире, которые используются в производстве лекарств, красителей, шин и полимеров», — говорится в сообщении.

    читать дальше

  • Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН) разработали технологию синтеза белка для обогащения кормов для животноводства. Новую технологию, которая также помогает решить проблему утилизации отходов, будут использовать на территории опережающего развития «Надеждинская» в Приморье, сообщили ТАСС в понедельник в пресс-службе ДВФУ.

    «Ученые разработали технологию синтеза белка из зерен амаранта и грибного мицелия для обогащения кормов для животноводства. С помощью методов биотехнологии и генной инженерии они внедрили в штамм гриба элемент ДНК амаранта, содержащего запасной белок, и создали более эффективную технологию получения протеина. Новую технологию будут использовать на территории опережающего развития „Надеждинская“ в Приморском крае. С 2020 года на высокотехнологичном производстве „Кормбиосинтез“ планируется начать выпуск кормового микробиологического белка», — сообщили в пресс-службе.

    читать дальше

  • Группа российских ученых создала новый полупроводниковый материал без использования свинца, который может быть применен в солнечных батареях для повышения их эффективности. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба одного из участников исследования Сколковского института науки и технологий (Сколтеха).

    «Сотрудничество исследователей из Сколтеха, Института неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) и Института проблем химической физики РАН позволило создать перспективные бессвинцовые полупроводниковые материалы для использования в солнечных батареях на основе комплексных галогенидов сурьмы и висмута. Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry и анонсированы на его обложке», — говорится в сообщении.

    Большой интерес для использования в настоящее время представляют солнечные батареи на основе комплексных галогенидов свинца, то есть соединения свинца с элементами 17-й группы периодической таблицы Менделеева (фтором, хлором, бромом или иодом), с перовскитной структурой — напоминающей структуру минерала перовскита, кристаллы которого имеют кубическую форму. Такие батареи отличаются низкой стоимостью, простотой изготовления и высокой эффективностью преобразования света.

    читать дальше

    •  © tvzvezda.ru

    Исследователи из Объединенного института высоких температур РАН «расплавили» графит и детально изучили жидкую форму углерода. Результаты их замеров были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

    «Для нас стало неожиданностью, что измеренные температуры плавления графита оказались выше общепринятых более чем на тысячу градусов. Кроме того, мы обнаружили, что скорость звука в жидком углероде возрастает при уменьшении плотности», — цитирует РИА Новости Анатолия Рахеля из ОИВТ РАН.

    Результаты исследований могут помочь улучшить характеристики искусственных алмазов и углеродных нанотрубок.

    читать дальше

  • Радиоактивный химический элемент калифорний в природе не встречается: он был искусственно получен в 1950 году в Калифорнийском университете в Беркли. Известно 20 изотопов калифорния, наиболее стабильным из которых считается калифорний-251 с периодом полураспада 898 лет, а наиболее востребованным — калифорний-252 (2,645 года).

    Калифорний-252 — мощный источник нейтронов, так что ему нашли применение в атомной энергетике (в качестве «стартёра» для ядерных реакторов), медицине (для лучевой терапии), геологической разведке (как элемент чувствительных датчиков). А ещё калифорний-252 замечателен тем, что он — самый дорогой металл на Земле: цена 1 грамма изотопа составляет около 250 млн долларов США. Почему? Его нет в природе, а чтобы синтезировать его в лаборатории, нужно специальное оборудование, знания и 7 лет. Неудивительно, что производят его всего в двух местах на планете: Окриджской национальной лаборатории в Соединенных Штатах и Государственном научном центре Российской Федерации НИИАР (г. Димитровград Ульяновской области).

    читать дальше

  • Специалисты компании-участника рынка Национальной технологической инициативы «Маринет» создали композитные материалы на основе углепластика для производства самосмазывающихся подшипников. Изобретение позволит владельцам кораблей полностью отказаться от использования минеральных смазочных материалов и сократить загрязнение водоемов при утечке масла.

    На судне передачу крутящего момента от двигателя гребному винту обеспечивает комплекс валопровода. Сегодня в валопроводах большинства винтовых судов используются бронзовые подшипники, нуждающиеся в постоянной смазке. Герметичность систем подачи масла часто нарушается, что приводит к утечке. Эксперты полагают, что в среднем потери масла одного судна могут достигать 7 л в день, а в мировом масштабе загрязнение рек, морей и океанов выражается в сотнях тонн разлитого масла ежегодно.

    Российские исследователи смогли разработать полимерные композиты на основе углепластика с несколькими добавками, которые позволяют изготавливать самосмазывающиеся подшипники. «Модифицированные антифрикционные углепластики мы дополнили добавками, которые действуют в том числе на молекулярном уровне, кроме этого применена уникальная система гибридного армирования. Добавки позволяют создать на поверхности подшипника активный слой со смазывающими свойствами, который при этом остается твердым», — пояснил представитель компании-разработчика.

    читать дальше

  • Специалисты Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта (ИМБ РАН) нашли способ восстанавливать работу сердца, нарушенную в результате гипоксии (нехватке кислорода). Открытие поможет повысить эффективность профилактики заболеваний сердца и дополнительно защитить его при проведении кардиохирургических операций, сообщила в понедельник пресс-служба Российского научного фонда, поддержавшего грантом исследование.

    Гипоксия миокарда (кислородное голодание сердечной мышцы) — состояние, часто возникающее при сердечно-сосудистых заболеваниях и некоторых методах их лечения. К примеру, при операциях на открытом сердце или в период хранения донорского органа перед трансплантацией. Гипоксия приводит к нарушению сократительной функции сердца. Создание эффективных методов защиты сердца в условиях резкого изменения уровня кислорода — одна из актуальных задач, стоящих перед учеными.

    читать дальше