назад
12 сентября

Зоркие манипуляторы, яблоки без плодожорок и квантовые алмазы: что изобретают в молодежных лабораториях

В начале августа в вузах огласят приказы о зачислении новых студентов. Для многих из них решающим фактором при выборе учебного заведения стала возможность заниматься научными изысканиями на старших курсах или в аспирантуре. Таким студентам в нацпроекте «Наука и университеты» уделяется особое внимание. В стране уже действует около 500 молодежных лабораторий, они помогают начать карьеру исследователя и стимулируют приток свежих идей. Про самые интересные разработки молодых ученых рассказываем в нашей статье.

Молодежные лаборатории, укомплектованные современным оборудованием, открываются на базе вузов, сотрудничающих с 15 региональными научно-образовательными центрами (НОЦ) мирового уровня. На это из бюджета ежегодно выделяется 1,8 млрд рублей. В прошлом году в университетах и других научных организациях появилось 120 новых лабораторий, а к 2024 году их будет не менее 900. Средний возраст научного коллектива, включая руководителей, не превышает 39 лет. Наряду с запуском в производство высокотехнологичных разработок ожидается и отложенный эффект: формирование кадрового резерва, повышение уровня компетенций перспективных ученых, рост интереса к защите диссертаций.

Южное направление: накормить и исцелить

Спектр изысканий молодых ученых широк – от генетики и медицины до агрономии и интеллектуальных систем. Для юга страны особенно актуально освоение морских ресурсов и развитие сельского хозяйства: цифровизация мониторинга земель, управление плодородием, создание кормов для животноводства. Сразу шесть молодежных лабораторий открылись в вузах-участниках Крымского НОЦ «МореАгроБиоТех», каждой выделено порядка 15 млн рублей. 

Так, команда государственного университета Севастополя конструирует железную руку-манипулятор, способную автономно работать под водой. Аппарат оснащен подводным модулем стереозрения и заменит сварщиков при выполнении ремонтных работ на судах и шельфовых платформах. По словам руководителя лаборатории Алексея Кабанова, опытный образец успешно протестирован в экспериментальном бассейне. 

Во время пандемии возрос интерес инвесторов к противовирусным вакцинам. Лаборатория Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского разработала олигонуклеотидную вакцину, которую можно вдыхать через нос. Она уже ожидает доклинических испытаний, а пока исследователи переключились на ДНК-лекарства для лечения меланомы, гастрита, ревматоидного артрита и ряда других заболеваний. 

В Институте биологии южных морей РАН молодые ученые занимаются селекцией съедобных моллюсков – выводят виды с повышенным иммунитетом. А в лаборатории при Никитском ботаническом саде, находящемся в ведении РАН, изучают клеточную структуру плодовых растений, выращенных в пробирке, чтобы получить культуры, устойчивые к вирусам. Примерно треть сотрудников – магистранты крымских вузов.

Новые способы борьбы с заболеваниями и вредителями ищут и в лаборатории на базе краснодарского Федерального научного центра биологической защиты растений. Там создают препарат, уничтожающий червей-нематод и яблочных плодожорок, которые наносят вред садам и огородам юга России. В приоритете – защита яблонь, томатов и слив.

Северное направление: как обогреть Арктику 

Еще несколько молодежных лабораторий в прошлом году появились на базе НОЦ «Север: территория устойчивого развития». Регионально это Якутия, Сахалинская и Магаданская области, Камчатский край и Чукотка. Область интересов – в первую очередь, энергетика.

В частности, лаборанты Сахалинского университета создают технологии внедрения возобновляемых источников энергии для населенных пунктов Крайнего Севера. Задача – использовать в качестве топлива водород, который можно добывать на полярной станции. Разработкой компьютерного моделирования для промышленных производств заняты студенты и аспиранты Северо-Восточного федерального университета. 

Еще в одной молодежной лаборатории этого вуза вычисляют территории, подходящие для строительства энергетической инфраструктуры (кстати, это исследование пригодится и экологам для анализа причин глобального потепления). А молодые ученые Северного (Арктического) федерального университета изучают свойства алмазных пластин для применения в квантовых устройствах – компьютерах, гироскопах, навигационных приборах.

Чистая земля и память предков

Для регионов, где активно развивается промышленность, особенно важна забота об экологии. Например, в Кузбассе площади, занимаемые отвалами угольных разрезов, теряют плодородный почвенный слой. Для его рекультивации в Кемеровском университете предлагают использовать рост-стимулирующие биоактивные фитогормоны и антиоксиданты, способные избавить землю от тяжелых металлов. Одновременно молодые ученые ищут способ очистить от загрязнений воздух.

В свою очередь, в Белгороде студенты-лаборанты моделируют систему сооружений для отходов обогащения полезных ископаемых и создают композитные органоминеральные удобрения. Лаборатория уже получила предзаказ на технологические продукты в объеме 1 млрд рублей.

Молодые ученые заняты сохранением не только природного, но и культурного разнообразия. Команда лаборатории Института языкознания РАН сосредоточилась на популяризации изучения языков народов Севера, находящихся под угрозой исчезновения. Исследователи придумали настольную игру «Стойбище» на 15 диалектах эвенкийского и эвенского языков, в ее сюжет легли оленеводческие традиции и обычаи северян. Через игру дети и взрослые могут освоить язык с нуля.

А в лаборатории Башкирского университета взялись за изучение ДНК людей, населявших в древние времена Уральско-Поволжский регион и Кавказ. Цель – понять, как мутации могут влиять на появление новообразований в наши дни. Борьбой с онкологией планируют заняться и в Донском государственном техническом университете: речь о методике индивидуального тестирования онкобольных на основе биомаркеров. «Умные» диагностические панели смогут выявлять молекулы, ассоциированных с опухолью, и прогнозировать развитие болезни. 

Фобии – это не модно

Курс на медицину также взял Тамбовский государственный технический университет, где открылась лаборатория медицинских VR-тренажерных систем. Под руководством молодого ученого Артема Обухова студенты разрабатывают VR-технологии для опорно-двигательной реабилитации, взяв за основу беговую дорожку. Это совместный проект с тамбовской городской больницей. 

Кроме того, совместно с психиатрической больницей ребята исследую фобии. Они создали виртуальную площадку, где можно проверить себя на боязнь высоты и клаустрофобии при помощи шлема виртуальной реальности. Надев его, человек словно попадает в лифт, который поднимается на крышу дома. Предусмотрено и соответствующее звуковое сопровождение – шум городских улиц, машин. «Замеряя остроту реакции, вызванной на определенный раздражитель, можно понять, насколько человек пригоден для отраслей, где часто приходится работать на высоте», - поясняет Обухов.

Чем плотнее лаборатория взаимодействует с потенциальными заказчиками продукта, тем скорее он выходит на серийное производство. Например, технология получения нового материала камер сгорания и катализаторов для двигателей малых космических аппаратов на «зеленом» топливе, разработанная лаборантами Уральского отделения РАН, недавно была внедрена на предприятии Роскосмоса в Королеве. А молодые ученые ЮУрГУ совместно с предприятиями Челябинской и Свердловской областей сейчас приступают к созданию двигателей для масштабного космического проекта. 

Молодежные лаборатории открыты тем, кто делает первые шаги в науке. Десятилетие науки и технологий приглашает: выбирайте вуз и поступайте!