Более ста российских ученых стали участниками проекта «3.14 Будущее наступило» о прорывных научных достижениях и технологиях. Ежедневно люди науки приближают нас к большим открытиям, благодаря их работе мы уже живем в новых реалиях: искусственный интеллект заступает на службу человечеству, мы научились лечить неизлечимые болезни, добывать новые виды энергии, осваивать неприступные территории. Журналисты проекта «3.14 Будущее наступило» собрали самые яркие темы, над которыми работают ученые российских НИИ и Университетов, и поговорили с авторами этих проектов.
Подкасты «3.14 Будущее наступило» можно послушать в официальной группе Вконтакте. Лучшие выпуски мы будем публиковать на страницах нашего издания. Ежедневно до конца года мы можем знакомиться с интересными идеями и открытиями ученых, задавать вопросы и смело интересоваться нашим будущим. Авторы проекта Оксана Фадеева, Алексей Павленко, Михаил Харитонов, Мария Роговая умело разбираются в сложных научных темах, поэтому разговоры о сложном получаются максимально увлекательными.
«Изменения не происходят моментально. То, что для нас сегодня стало привычным, когда-то было просто идеей в голове ученого. Это удивительно – быть в моменте, когда рождаются идеи, которые кардинально изменят нашу жизнь завтра» – говорит продюсер проекта Вероника Бердина. Подкаст-проект «3.14 Будущее наступило» реализуется при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Еда будущего – сверчки, жуки носороги, слизни и дождевые черви
Несмотря на наличие экологичного белка и витаминов, добавки разрабатываются не для замены говядины, свинины, курицы. Ученые хотят разработать БАД для восполнения жизненно важных элементов, которые человек не может получить в нужном объеме.
Руководитель проекта, заведующая кафедрой зоологии беспозвоночных Биологического института ТГУ Анастасия Симакова рассказала в подкасте «3.14 Будущее наступило», что ученые занимаются разработкой биологически активных пищевых добавок из биомассы беспозвоночных.
По мнению ученых, выращивание беспозвоночных для производства БАДов выгоднее традиционного сельского хозяйства, и в будущем выращиванием червей и тараканов для производства БАД можно будет на мини-фермах. Виды очень быстро наращивают массу, хорошо размножаются, неприхотливы в содержании. Полученный из них белок содержит мало калорий.
Стоит отметить, что в промышленности культивируются только съедобные насекомые, не производящие и не накапливающие токсины. Аминокислотный состав белка беспозвоночных богат и разнообразен, именно поэтому издавна применяют устриц, креветок, крабов для оздоровления организма. Наземные беспозвоночные не хуже морских, но их легко можно выращивать даже в суровых условиях Сибири.
Экономически выращивание беспозвоночных является более рентабельным, чем традиционное сельское хозяйство. Для производства одного килограмма протеина беспозвоночных требуется в среднем в 500 раз меньше воды, в 12 раз меньше корма и в 10 раз меньше земельных площадей, чем при выработке одного килограмма белка из говядины.
Исследования проводятся в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом (РНФ). Проект «3.14 Будущее наступило» создан при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Математическое моделирование 3Д-печати
3D-печать или иначе аддитивное производство – одна из самых стремительно развивающихся областей прикладной науки и инженерии. Моделирование селективного лазерного плавления (СЛП) – широко распространённой в промышленности технологии аддитивного производства металлопорошками. Основа данной методики – это цикл повторяющихся действий:
Распределения порошка на подложке:
– Сканирование лазером материала по траектории, заданной для данного слоя. Она определяется по 3D — модели, отправленной на 3D-принтер;
– Смещение подложки вниз на высоту одного слоя;
– СЛП уникально тем, что позволяет получать детали самых сложных геометрий и комбинировать при этом множество характеристик, таких как легкость, прочность жаростойкость и др. Поэтому область применения данных технологий в основном сосредоточена в промышленности (авиа-/судо-/автомобилестроение).
О том, как работает технология и как она изменит наше будущее в подкасте «3.14 Будущее наступило» рассказала Анжелика Кузнецова, магистрант МГУ Саров.
Проект создан при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Как вырастить кристалл
Все девочки любят красивые кристаллы, – в шутку объясняет выбор своей профессии сотрудник Института геологии и минералогии СО РАН, экскурсовод музея Эволюции Земли Новосибирского госуниверситета, инженер — исследователь Элона Хан. Правда, выращивает она не алмазы, рубины и сапфиры, а более востребованные в технологических областях кристаллы – бораты, соли ортоборной кислоты на основе различных металлов – железа, лития. Кристаллы многих боратов обладают уникальными физическими характеристиками — нелинейно-оптическими, пьезоэлектрическими, люминисцентными и магнитоэлектрическими.
Любые медицинские и промышленные лазеры содержат внутри своих механизмов примерно такой кристалл. Каждый лазер имеет свою длину волны и свою частоту колебаний, которые требуются для определенных материалов: одни для медицинских операций и манипуляций, другие для резки по металлу, третьи для литографии. Но даже какой-то один конкретный лазер иногда нужно использовать на разных длинах волн, и если бы не кристаллы, которые позволяют это делать, требовались бы каждый раз новые источники лазерного излучения.
Для наиболее универсальной – раствор-расплавной кристаллизации всегда используется два компонента – соль бора и растворитель. Их доводят до плавления в платиновом стаканчике – тигеле, доводя температуру в диапазоне от пятисот до полутора тысячи градусов Цельсия, а затем постепенно остужают, и во время остывания кристаллы начинают осаждаться на платиновой проволоке.
На первый взгляд технология выращивания кристаллов кажется отработанной, но качество и свойства кристалла сильно зависят от состава растворителя. Нет никакого универсального рецепта, как добиться таких-то качеств – подбор абсолютно индивидуален и зависит от множества факторов. Эти исследования выходят далеко за область производства кристаллов для промышленности, в область новых изобретений и открытий. Химия минералов немного похожа на поэзию – не существует методики написания талантливых стихов и романов. Выращивание кристаллов – творческая наука, многое в ней познается только на практике.
Проект «3.14 Будущее наступило» создан при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Из Ледникового периода в эру Глобального потепления
Большинство людей измеряют время часами, днями, месяцами и годами. Историки измеряют время веками и эпохами, поэтому они обладают более проницательным взглядом на происходящее и даже умеют предсказывать будущее, анализируя факты из прошлого и сравнивая историческую ситуацию в разные времена в разных уголках нашей планеты. Геологи же измеряют время миллионами лет, и тоже обладают высокой предсказательной силой в области изменений климата и ландшафта Земли.
Рассматривая ракушку какого-то моллюска, палеонтолог скажет вам, сколько миллионов лет назад жил этот моллюск, и если таких ракушек огромное количество в каком-то слое земной коры, то мы можем, таким образом, датировать этот слой и выяснить, что в нем скорее всего есть нефть, поскольку время образования нефти из моллюсков и прочей органики, обитавшей на дне древнего моря, хорошо известно и составляет около 140-150-ти миллионов лет, – рассказывает Всеволод Ефременко, экскурсовод музея Эволюции Земли НГУ, младший научный сотрудник Института геологии и геофизики СО РАН, известный в научном сообщества как лауреат премии РАН молодых ученых и студентов за 2021г, а в массовой аудитории – как популярный спикер Science Slam.
Современная ситуация изменения климата на Земле и шестое в истории нашей планеты массовое вымирание многих видов животных представляет для палеонтологов большой интерес. Наиболее известное широкой аудитории – это пятое массовое вымирание, когда на Земле погибли динозавры. Вымиранием называется не тотальное исчезновение всего живого, а заметное различие в количестве исчезающих и возникающих видов, то есть отрицательная динамика. Каждая такая волна рано или поздно переходит в некоторый кризис, который постепенно переходит в стадию, когда выжившие в новых климатических и других природных условиях виды начинают устойчиво размножаться, образуя новые адаптированные виды. Исчезающих видов сегодня тысячи – на Севере это китообразные и белые медведи, в горах это снежные барсы, на городских территориях это многие виды птиц, например, хищники.
Самое теплое время в истории Земли было около 40 миллионов лет назад, когда в самой северной части температура океана составляла около +20 градусов Цельсия.
Нынешнее глобальное потепление, к счастью, еще не достигло тех значений. Если это случится, ряд европейских стран, особенно в северной части, рискует утонуть в талых ледниковых водах. По геологическим меркам мы пока находимся в Ледниковом периоде.
Проект «3.14 Будущее наступило» создан при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Мировая проблема микропластика
Исследование показало, что в организм человека попадает около пяти граммов микропластика в неделю. Частицы могут попасть в наше тело с пищей, водой и средствами гигиены. Новосибирские ученые, утверждают, что в организм человека еженедельно поступает гораздо больше микроплатика – 20 грамм. Значит в месяц – 125 граммов, а в год? Много это или мало? Как это отразится на нашем организме спустя пару тройку десятилетий? Откуда вообще берется пластик в организме человека? На эти и другие вопросы вы найдете ответы в выпуске «3.14 Будущее наступило» с Еленой Багрянской, советским и российским учёным-физиком, директором Новосибирского института органической химии СО РАН, доктором физико-математических наук, профессором.
Проблема микропластика является одной из наиболее серьезных «отложенных» экологических проблем 21 века. Растущее производство полимеров приводит к появлению бесконтрольно распространяемого полимерного мусора, который при медленном разложении превращается в огромное количество микроскопических частиц. Их появление ставит большое количество междисциплинарных задач, связанных с обнаружением, характеризацией и исследованием влияния микропластика на здоровье человека. Значимость данных исследований на международном уровне подтверждается Резолюцией Ассамблеи Организации Объединенных Наций по окружающей среде (UNEP) от 2 марта 2022 года No 5/14 о необходимости предотвращения загрязнения пластмассами и заключения международного договора в данной области, имеющего обязательную юридическую силу. Разработка такого договора происходит в рамках работы Межправительственного комитета (МПК) и основывается на современных научно обоснованных данных. Однако до сих пор специалисты в науке о полимерах в меньшей степени участвуют в решении проблем, связанных с микропластиком.
Проект «3.14 Будущее наступило» создан при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
12+
