В первой части серии публикаций о лабораториях и научно-образовательных центрах Новосибирского государственного университета рассказали о сферах IT, устойчивого развития и аэрокосмических исследований. Во второй части подборки говорим о науке в сфере нанотехнологий, новых функциональных материалов и биомедицины.
Технологии будущего: нанотехнологии и новые функциональные материалы
Основные направления деятельности Аналитического и технологического исследовательского центра «Высокие технологии и наноструктурированные материалы» Физического факультета НГУ – наноматериалы, нанотехнологии, нанодиагностика и наноструктуры для систем обработки и хранения больших данных (big data). Работы проводятся на стыке физики полупроводников, автоматики и электрометрии, катализа и неорганической химии. На базе АТИЦ имеется Молодежная лаборатория функциональной диагностики наносистем, которой заведует Павел Гейдт. Участвуя в проектах АТИЦ, студенты получают уникальные компетенции в таких областях, как современное материаловедение, разработка электронных устройств и научное приборостроение.
— Основной вид деятельности сотрудников и студентов – это экспериментальная работа на сложных, дорогостоящих и уникальных приборах, таких как электронные и атомно-силовые микроскопы, сканирующий туннельный микроскоп, вакуумные пучковые технологические системы, система электронной литографии, системы оптической спектроскопии и рентгеновской дифракции и многое другое. Большое внимание уделяется работе в малоисследованной терагерцовой области спектра, — рассказал академик РАН, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник АТИЦ Александр Асеев.
Так, сотрудники АТИЦ разрабатывают приборы, управляющие терагерцовым (ТГц) излучением с частотами от ста до нескольких сотен гигагерц. Переход на такое оборудование позволит увеличить скорость передачи данных в системах беспроводной связи нового поколения типа 6G / 7G как минимум в 100 раз по сравнению с существующими решениями.
Целью научных исследований Отдела лазерной физики и инновационных технологий НГУ, существующего более 35 лет, является создание более совершенных наукоемких устройств фотоники, сочетающих современные технологии с простотой управления и обслуживания. Эти разработки могут применяться в физике, химии, биологии, медицине и технике.
— Отдел активно и успешно работает в области исследования и разработки новых современных наукоемких систем и технологий фотоники – лазеров, оптических усилителей, оптоэлектронных устройств, лазерно-оптических технологий. В сфере интересов последних лет – установление новых свойств материалов и устройств, короткоимпульсные волоконные лазеры, атомные часы и магнитометры, методы контроля и управления с использованием методов машинного обучения, новые технологии для космоса, концептуальные вопросы развития лазерных источников излучения. Специфика работы Отдела заключается в акцентировании практических аспектов получаемых результатов, привлечении к проектам Отдела молодых амбициозных специалистов – студентов, аспирантов, молодых ученых и разработчиков. Работа в отделе может быть интересна студентам физического направления обучения, а также всем, кто интересуется фотоникой и высокотехнологическим бизнесом, — рассказал доктор физико-математических наук, заведующий отделом Сергей Кобцев.
Среди последних разработок и исследований отдела – глубокий анализ методов машинного обучения для создания «умных» лазеров будущего, новый метод активной синхронизации мод излучения ультрадлинного иттербиевого лазера с поддержкой поляризации излучения и проект по созданию «некогерентного» лазера.
Центр компетенций НТИ по новым функциональным материалам работает в трех направлениях: научном (создание непосредственно технологии производства новых материалов), образовательном (подготовка кадров для работы с новыми материалами) и инфраструктурном (создание единого цифрового пространства для объединения ресурсов членов консорциума). Основные задачи, решаемые специалистами ЦК НТИ, касаются снижения веса изделий в авиации и ракетостроении, антиобледенительных технологий, жаропрочных материалов и т.д. На сегодняшний день в центре работают несколько аспирантов-математиков, которые участвуют в реализации двух актуальных проектов: расчеты для конструкций МС-21 и создание цифровых двойников металлокомпозитных баков высокого давления.
— За последние 3 года в НГУ разработаны и выведены на рынок материалы для космоса, энергетики, медицины, экологии, авиации и газотурбиностроения. Разработаны материалы для очистки воздуха, воды и почвы. Хорошим примером является работа по конструкциям самолета МС-21. Также можно отметить огромную работу в области композитной лопатки вентилятора для перспективных двигателей ПД-14, — рассказал директор центра Антон Рязанцев.
Биомедицина, вирусология и бор-нейтронозахватная терапия
Лаборатория бионанотехнологии, микробиологии и вирусологии Факультета естественных наук НГУ разрабатывает онколитические вирусы (вирусы для лечения онкозаболеваний), а также новые ферментные системы для генной инженерии.
— К нашим исследованиям, в том числе – к разработке рекомбинантных препаратов для лечения рака на основе вирусов, могут присоединиться студенты-биологи и химики, специализирующиеся на кафедре молекулярной биологии и биотехнологии. Наши выпускники владеют широким набором методов вирусологии и генной инженерии и могут применить свои навыки для работы практически во всех областях молекулярной диагностики, создании штаммов-продуцентов биологически активных веществ и других областях практической биотехнологии, — рассказал доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией Сергей Нетесов.
Лаборатория бор-нейтронозахватной терапии ФФ НГУ создает ускорительный источник эпитепловых нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии злокачественных опухолей и проводит совместные исследования с медиками, биологами, физиками. Сотрудники заинтересованы в привлечении молодых и амбициозных кадров, готовых решать междисциплинарные задачи и проводить исследования, определяющие мировой уровень науки. На сегодняшний день в команде – студентка-бакалавр, двое магистрантов и семеро аспирантов.
— У нашей лаборатории два направления исследований. Первое посвящено разработке ускорительного источника нейтронов для БНЗТ. Его дубликат уже запущен в Китае (в одной из первых шести клиник БНЗТ в мире), два следующих делаются для Италии и Москвы. Второе – проведение работ по развитию методики бор-нейтронозахватной терапии. Это и разработка средств дозиметрии, и исследование влияние облучения на клеточные культуры и лабораторных животных, и радиационное тестирование перспективных материалов (например, для Международного термоядерного реактора ИТЭР во Франции или Большого адронного коллайдера ЦЕРН в Швейцарии), — рассказал о работе команды доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией Сергей Таскаев.
