О каждой работе без всякого преувеличения можно сказать "впервые". Автором открыто новое знание, которое до него не знал никто. Экс-президент РАН Владимир Фортов часто повторял: ради этого момента молодой человек приходит в науку, ради него готов работать 24 часа в сутки 7 дней в неделю.
Размер премии составляет 5 миллионов рублей.
Полет нормальный
Доктор технических наук из Белгородского государственного технологического университета им. Шухова Наталья Черкашина удостоена награды за создание радиационно-защитных композитов для обеспечения безопасности космонавтов и радиоэлектронных средств космических аппаратов.
Работа крайне актуальна с учетом объявленной Россией Лунной программы, а также создания Российской орбитальной станции на более высокой орбите, чем сейчас находится МКС.
В чем суть разработки? Напомним, что сегодня для радиационной защиты человека и техники в космосе применяются в основном полимеры, в которые добавлены специальные наполнители. Это нанопорошки оксидов различных тяжелых металлов. Именно эти добавки и защищают человека и технику. Но проблема в том, что в космосе каждый килограмм на вес золота, а потому постоянно идет борьба с весом защиты и ее эффективностью.
Сегодня в применяемых в мире средствах защиты от излучения доля наполнителя в полимере достигает максимум 30 процентов. Если больше, то наночастицы начинают слипаться, и параметры самого каркаса из полимера существенно ухудшаются, он не такой жесткий и упругий, а может просто развалиться. Российские ученые сумели решить проблему.
- Разработанная нашей командой технология позволяет создать на каждой частице нанонаполнителя жесткую оболочку, - говорит Наталья Черкашина. - Они уже не слипаются, что увеличило количество защитных частиц в полимере сразу до 70 процентов. В итоге защита от радиации стала в разы надежней.
Разработанные автором материалы уже прошли апробацию в условиях длительного орбитального полета на МКС (в период с 2022 по 2024 гг.) и подтвердили свои высокие радиационно-защитные характеристики. Использование таких материалов позволит значительно продлить срок нахождения космонавтов в космосе, а также использовать обычные промышленные микросхемы, стоимость которых в разы меньше специальной "космической" электроники.
Супер из заморозки
Профессор Санкт-Петербургского госуниверситета ветеринарной медицины Елена Корочкина награждена за два цикла работ. Первый позволяет создать банк репродуктивных клеток для развития животноводства в России.
Оказывается, что это острейшая проблема. В идеале она решается так. Если у вас есть рекордсмен-производитель, чье потомство имеет высокие показатели, скажем, по надоям молока, содержанию белков, жира и других полезных элементов, то вам надо как можно дольше продлить "жизнь" его генетического материала для искусственного осеменения.
И такие технологии есть. Семя таких "суперпроизводителей" может десятилетиями храниться в жидком азоте (при температуре минус 196 градусов Цельсия). Однако при разморозке нередко не все суперкачества "родителя" передаются потомству. Какие-то теряются при температурных скачках.
- Сегодня в мире известны технологии, как избежать этого негативного эффекта, но они, во-первых, сейчас под санкциями, а главное, очень дороги, - говорит Елена Корочкина. - Цель моей работы - создать доступные технологии для работы с биоматериалом, чтобы их могли применить на любом племенном предприятии.
Рассмотрев разные варианты, ученый остановилась на использовании стволовых клеток. Как известно, они являются первоосновой любого организма, именно из них вырастают все органы. Корочкина впервые в мире попробовала при заморозке добавить их к семени сельскохозяйственных животных, и уже первые опыты обнадежили.
И тогда начались многолетние эксперименты: какие конкретно клетки применять, в каком виде, в каком соотношении, как их подготовить и т.д. В итоге появилась общедоступная технология, а точнее протокол криоконсервации, которым может пользоваться любой зоотехник. "Технология не требует использования дорогого импортного оборудования, все необходимое есть в России", - подчеркивает ученый.
Вторая удостоенная премии работа связана с решением еще одной сложнейшей проблемы.
- Дело в том, что есть очень продуктивные по молоку породы, например, голштинская, у которых после отела существенно снижается способность воспроизводить потомство. Если совсем просто, то они тратят очень много энергии на молоко, а на другое ее уже не хватает, - объясняет Елена Корочкина.
Исследования показали, что одной из основных причин является существенный недостаток в организме этих животных ряда элементов, которые являются ключевыми для рождения потомства. Ученый разработала комплекс витаминов и минеральных добавок, а также оптимальные методы кормления, которые доказали свою эффективность в нескольких сельскохозяйственных предприятиях. В итоге у животных были не только высокие надои, но они также смогли реализовать свой продуктивный потенциал. На эту технологию получены патенты.
От смартфона до радара
Кандидаты химических наук из Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе Вадим Попков и Кирилл Мартинсон удостоены награды за разработку материалов, которые решают задачи импортозамещения и опережающего развития в области СВЧ-радиоэлектроники. Речь идет о ферритах - соединениях оксида железа с оксидами других металлов, в частности, висмута, вольфрама, цинка и марганца.
Ферриты известны более 90 лет, встретиться с ними в повседневной жизни можно практически повсеместно. Например, они применяются во встроенных антеннах мобильных телефонов для усиления сигнала, в слуховых аппаратах для уменьшения их размера, в медицине для улучшения кровообращения. Множество применений в оборонной промышленности, например, в системах радиолокаторов.
Но в последнее время в материаловедении наметилась тенденция: улучшать старое. Для этого создаются эффективные "инструменты", которые позволяют получить уже давно известные материалы новыми методами, а главное - существенно улучшить многие их параметры. Причем сделать это в разы дешевле и проще. Такой трюк "омоложения" авторы удостоенной премии работы решили проделать с ферритами.
- Дело в том, что уже много лет для работы с ферритами применяется так называемый метод растворного горения. С его помощью получают нанопорошки, которые применяются, например, в различных сенсорах и датчиках. Однако такие порошки невозможно использовать в радиолокационных системах. Там требуются керамические материалы на основе ферритов, - говорит Кирилл Мартинсон. - Так вот, впервые в мире нам удалось на основе порошков ферритов-шпинелей, синтезированных методом растворного горения с добавлением технологии термической обработки, получить СВЧ-керамические материалы.
Можно сказать, что такой тандем оказался прорывным. Он позволил улучшить параметры керамики и существенно сократить время производства, расширить ассортимент керамики, превосходящей по некоторым характеристикам зарубежные аналоги. Разработанные материалы уже внедрены на ряде предприятий России, где используются для выпуска различных элементов на основе СВЧ-керамики, в том числе в фазированных антенных решетках радиолокаторов.
Новая технология позволит решить вопрос импортозамещения некоторых видов феррита, которые сейчас не выпускаются в России.