Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Взгляд в будущее: от цифровой офтальмологии до сверхпроводников. Над чем сегодня трудятся молодые ученые из России

Фонд содействия инновациям продолжает прием заявок на конкурс «УМНИК – Цифровой прорыв». Проекты участников должны соответствовать сквозным цифровым технологиям, к которым относят большие данные; новые производственные мощности; промышленный интернет; искусственный интеллект; технологии беспроводной связи; компоненты робототехники и сенсорику; квантовые технологии; технологии виртуальной и дополненной реальностей и многие другие.

Современные электроника, химия, да и материаловедение в целом в значительной степени полагаются на компьютерное моделирование. Для большинства веществ, с которыми мы имеем дело в обычной жизни, к примеру, для полупроводников или большей части лекарств, компьютерные симуляции не являются трудновыполнимыми. Существуют, однако, более «экзотичные» материалы, для которых характерно сильное «отталкивание» электронов друг от друга, и этим явлением невозможно пренебречь, потому что зачастую оно влечет за собой ряд трудностей. Подобные материалы называются сильно-коррелированными, а их моделирование является чрезвычайно сложной задачей. К такого рода веществам можно отнести высокотемпературные сверхпроводники. Заветная цель ученых со всего мира – создание таких сверхпроводников, которые будут способны иметь почти нулевое сопротивление при комнатной температуре. В целом сверхпроводимость – открытие с незавидной судьбой по сравнению с другими научными прорывами XX века. Сверхпроводимость постоянно требует от ученых преодоление всевозможных преград: температурных, химических, материальных. Сегодня, спустя более чем 100 лет после открытия этого явления, мы все еще боремся с теми же трудностями, которые стояли перед исследователями в начале прошлого века. Появление и производство высокотемпературных сверхпроводников произвело бы настоящую революцию в промышленности.Если бы, к примеру, стало возможным передавать электроэнергию по сверхпроводящим проводам, то потери на тепло отсутствовали, что стало бы равносильно увеличению выработки электричества на треть. На основе сверхпроводников можно было бы производить генераторы и электродвигатели с гораздо более высоким КПД, чем у существующих сейчас. А в электроэнергетике мы бы смогли заменить традиционное резисторное оборудование на более дешевое и компактное…

Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Александр Пащенко.
Григорий Астрецов.

«Мой проект посвящен как раз моделированию таких систем, и я надеюсь, что благодаря полученному гранту удастся успешно пройти первый этап разработки теоретического метода и перейти к созданию коммерческого продукта, который будет пользоваться спросом на рынке», – рассказывает победитель конкурса 19-го года Григорий Астрецов – Идея создания проекта лежала практически на поверхности, так как я вхожу в состав научной группы, долгие годы занимающейся вопросом сверхпроводимости. «УМНИК» – отличный шанс для тех, кто хочет заниматься исследованиями, а впоследствии коммерциализировать научные интересы. В ближайшем будущем я также планирую защищать кандидатскую диссертацию по этой теме».

Григорий уверен, что за этот год уже смог прочувствовать, как эволюционируют научные проекты от идеи до их воплощения в жизнь. К тому же приобретение опыта и практических знаний в рамках преакселератора программы, касаемо регистрации патента, составления бизнес-плана, анализа целевой аудитории особенно актуальны для студентов и аспирантов естественнонаучных направлений, стремящихся выйти на рынок с собственным продуктом.

Еще один участник программы прошлого года Александр Пащенко подал на конкурс заявку с описанием уникальной разработки, направленной на создание источника бифотонного поля с предельно малым временем корреляции. Для чего это нужно? Например, подобные открытия применяются в оптической когерентной томография– простыми словами, неинвазивном исследовании тонких слоев кожи и слизистых оболочек, глазных и зубных тканей человека… Александр разработал новый метод уширения бифотонного поля, основанный на использовании нелинейного кристалла с малой эффективной толщиной и жесткой фокусировке излучения накачки. Полученный метод может быть использован в биологии и медицине, в частности, в офтальмологии, где сейчас особенно востребованы приборы классической оптической когерентной томографии. Метод позволяет получить поперечные срезы различных структур глаза, таких как роговица, сетчатка, диск зрительного нерва и т.д. Для исследования применяется специальное оборудование – когерентный томограф. Принцип оптической когерентной томографии напоминает УЗИ, только вместо ультразвука используется инфракрасное излучение с длиной волны около 1 микрометра. Луч возвращается с задержкой, которая зависит от характеристик обследуемой ткани. Информация обрабатывается компьютером и выводится на экран. Разрешающая способность современных когерентных томографов позволяет получать тончайшие срезы за доли секунды, что делает ОКТ во многих случаях незаменимой диагностической процедурой при отслойке сетчатки, заболеваниях зрительного нерва и других серьезных проблемах.

Александр настроен оптимистично и, несмотря на непростую ситуацию, вызванную пандемией, не собирается останавливать работу: «Наибольшей сложностью в выполнении задачи стал, разумеется, весенний карантин, причем не только в связи с закрытием лабораторий Физфака, но и из-за невозможности поставки заказанных компонентов в срок. Грант по программе «УМНИК» от Фонда содействия инновациям позволил решить значительную часть проблем, связанных с закупкой оптомеханического и измерительного оборудования, а также открыл доступ к дальнейшей поддержке нашего проекта по программе «СТАРТ».

https://umnik.fasie.ru/