Топ наших открытий 2017 года: боевые тюлени, вечные дороги и др. (Время-вперёд! #273)

18.01.2018

В 2017 году российская наука подарила стране и миру немало важных открытий и решений. О некоторых мы рассказывали в наших выпусках, но сегодня представляем вам подборку самых ярких достижений отечественной науки за год по версии проекта «Время-вперёд!».

Слияние звёзд

Авторитетный научный журнал Science назвал зафиксированный в августе всплеск гравитационных волн, порожденных двумя нейтронными звездами, главным открытием года. Оно стало очередным доказательством теории относительности Эйнштейна и свидетельством того, что гравитационные волны можно использовать в качестве еще одного канала наблюдений за далекими объектами космоса и изучения тайн рождения Вселенной. Хотя открытие принадлежит интернациональному коллективу, отмечается, что большой вклад внесли российские физики из МГУ им. М.В. Ломоносова и нижегородского Института прикладной физики РАН.

Еще одно открытие года, отмеченное редакцией журнала, совершила группа российских и зарубежных ученых, которой руководил профессор Юрий Ефременко. Его команде удалось впервые зафиксировать один из самых редких вариантов столкновения нейтрино с ядрами атомов, который ученые даже не ожидали увидеть. По мнению издания, физикам из Курчатовского института, Института теоретической и экспериментальной физики и ряда других научных организаций удалось добиться «невозможного».

Но если значимость этих исследований людям, далёким от науки, не вполне очевидна, то следующие открытия из нашего обзора сможет оценить любой человек.

Жидкостное дыхание

В ходе встречи в Москве с президентом Сербии Александром Вучичем вице-премьер Дмитрий Рогозин представил ряд новейших разработок российского Фонда перспективных исследований. Среди прочего был продемонстрирован наглядный эксперимент – живая собака была помещена в резервуар с жидкостью, где она начала в буквальном смысле этой жидкостью дышать. Многих шокировала кажущаяся жестокость эксперимента, но собака после него осталась жива и здорова, что и является сутью достижения.

Эксперименты по разработке технологии жидкостного дыхания начались в СССР в 70-ых годах, но были прерваны на десятилетия и возобновлены совсем недавно. Выглядит это так: легкие собаки заполняют специальной насыщенной кислородом жидкостью, а само животное помещают в резервуар с водой. Фактически собака дышит водой, а специальный аппарат отводит углекислый газ и подает жидкость с воздухом. Уже сегодня животные могут безопасно дышать жидкостью более 30 минут на глубине до 500 метров. Специалисты осматривают подопытных непосредственно после эксперимента, а затем наблюдают за их состоянием в течение длительного времени. Все собаки-испытатели выжили и прекрасно чувствуют себя до сих пор. В дальнейшем технология жидкостного дыхания может быть применена на людях. Она найдёт своё применение в медицине: в лечении ожогов, недоразвития легких у недоношенных детей, инфекционных и других тяжелых заболеваний.

Кстати, после эксперимента с таксой, вице-премьер Рогозин забрал собаку себе.

Сухая кровь

Эксперименты российских учёных с жидкостным дыханием уже в 1997 году привели к созданию кровезаменителя «Перфторан», также известному как «голубая кровь» из-за своего бело-голубого цвета. А в этом году был сделан ещё один шаг вперёд - ученые из Обнинска создали и успешно испытали новый кровезаменитель ПАМ-3 или т.н. «сухую кровь». Она представляет собой порошок длительного хранения, который перед применением разводится стандартными электролитами и вводится внутривенно.

«Сухая кровь» успешно выдержала все сравнение с донорской. Более того, она обладает рядом преимуществ: при её применении нет опасности заражения СПИДом и другими болезнями и её можно хранить в сухом виде очень долго в обычных условиях.

Боевые тюлени

Директор Мурманского морского биологического института Кольского научного центра РАН академик Геннадий Матишов получил премию имени С.О. Макарова 2017 года за цикл работ «Использование морских млекопитающих в служебных целях».

Исследователи установили, что прекрасными помощниками человека могут быть тюлени. Высокочувствительная гидролокация позволяет им распознавать подводные объекты в условиях естественных и искусственных шумов. Тюлени не уступают дельфинам по скорости выработки определенных навыков, могут погружаться на большие глубины и развивать высокую скорость до 30-40 км/ч. При этом неприхотливы, т.к. для транспортировки им не требуется бассейн, поскольку животное может долго находиться на суше.

Сотрудники института смогли научить тюленей срывать с аквалангиста дыхательный аппарат или набрасывать на него удерживающее устройство – это можно использовать для нужд обороны. Помимо этого, тюленей удалось научить искать и спасать людей, исследовать объекты, а также доставлять на глубину инструменты и различное оборудование водолазам. Отмечается, что обучать этих животных можно только с помощью положительных стимулов, главный из которых – это корм.

Вечные дороги

Ученые из Института криосферы земли РАН, похоже, нашли способ решить одну из извечных российских проблем. Главная причина низкой долговечности наших дорого – это т.н. пучинистость, т.е. расползание грунта из-за высокой влажности. Застывающая из-за морозов влага, превращается в лёд, расширяется и повреждает асфальт. А так как на 65% процентах территории страны грунт постоянно находится в оледеневшем состоянии, проложить там крепкие дороги весьма непросто.

В Германии эту проблему решили с помощью пластин пеностекольного щебня, который укладывают на определенную глубину при строительстве автомобильных дорог. Он впитывает влагу и сохраняет асфальт, но для России, учитывая наши расстояния, такой способ является слишком дорогим. Поэтому стояла задача найти аналогичный, но дешёвый и доступный материал.

И вот, тюменские учёные в результате исследований, которые длились несколько десятилетий, нашли такой материал – это гранулированный диатомит. Он создается из диатомита обычного – распространенного ископаемого вещества, похожего на глину. Даже без специальной подготовки вещество отлично впитывает влагу, при этом является лёгким, дешёвым и не наносит вреда окружающей среде. Всего в мире запасы диатомита оцениваются в один млрд тонн, 35% которых приходится на Россию.

Первые же эксперименты, проводившиеся в Ямало-Ненецком автономном округе, Забайкалье и Тюменской области, показали прекрасные результаты. Технология уже используется в строительстве дорог в районе города Новый Уренгой и поселка Голышманово. В ходе следующего этапа планируется строительство дороги федерального значения 130-километровой трассы, проходящей по болотистой местности.

В два раза дольше

Ученые из Сибирского федерального университета, Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН и НИТУ «МИСиС» нашли способ сделать литий-ионные аккумуляторы вдвое более ёмкими - для этого они решили использовать в качестве анода графен и дисульфид ванадия. Открытие описано в статье, опубликованной в журнале The Journal of Physical Chemistry C.

Литий-ионные аккумуляторы - это батареи, которые сейчас используют в большинстве электронных устройств, в том числе во всех современных смартфонах. Открытие наших учёных позволит не только вдвое увеличить ёмкость аккумуляторов, но и существенно ускорить процесс зарядки, в т.ч. в условиях низкой температуры.

Наши томографы

Центр инжиниринга промышленных технологий НИТУ «МИСиС» разработал технологию получения магнитных материалов и постоянных магнитов с пониженной себестоимостью. Инженерное решение на её основе позволит производить бюджетные и эффективные отечественные аппараты МРТ для широкого использования в государственных поликлиниках.

Сегодня до 80% редкоземельных металлов и редкоземельных постоянных магнитов, используемых для аппаратов МРТ производится в Китае. Мы же нашли способ производить необходимые компоненты из сплавов отечественных редкоземельных металлов и их соединений, в том числе полученных при переработке техногенных отходов магнитных производств. Это снизит их себестоимость в 2 раза и стоимость исследования в 1,5 раза.

Открытия и решения этого выпуска – лишь малая часть того, что было представлено нашими исследователями в этом году. Другие примеры ищите в наших прошлых выпусках и, конечно, же следите за новостями наступающего 2018 года.

Желаем вам доброй и бодрой предпраздничной недели! Подписывайтесь на наш канал, вступайте в наши официальные группы, смотрите нас по ТВ и обязательно напишите в комментариях ваше мнение о выпуске.