Изучение новейших материалов и совместные проекты с медициной, уникальное оборудование по защите данных и высокотехнологичное производство от этапа проектирования до реализации — всем этим занимаются ученые и студенты ЮФУ сегодня. Какие направления науки сейчас востребованы и какая связь между наукой и ее применением в нашей жизни – в репортаже «Городского репортера».

НИИ физики: бессвинцовая пьезокерамика

Производство пьезокерамики в ЮФУ в НИИ физики с помощью бессвинцовых соединений началось в 70-х годах прошлого столетия. Бессвинцовая пьезокерамика не токсична при производстве и переработке. В ЮФУ ее производят в больших количествах.

Пьезокерамика очень широко используется при производстве различных технических приборов: датчиков, генераторов, комбинированных систем. Элементы с пьезокерамикой встречаются в приборах для ультразвуковой медицинской диагностики, авиационном и железнодорожном транспорте, энергетике, добыче нефти и газа, ультразвуковой сварке.

 

Аспирантка лаборатории реалогии активных материалов Екатерина Гладкова осталась здесь после обучения в ЮФУ и теперь занимается изготовлением смеси для пьезокерамики.

Центр нейротехнологий: крысиная диагностика

В научно-исследовательском технологическом центре нейротехнологий ЮФУ живут крысы-диагносты. Благодаря специальным вживленным чипам, они могут диагностировать рак и другие серьезные заболевания у человека.

«Крысе делают специальную операцию по вживлению чипа в мозг. Для проведения исследования животное наркотизируют и подсоединяют через систему усилителей к ноутбуку. Компьютер анализирует мозговую активность крысы, а нейросетевой классификатор принимает решение», – рассказывает ведущий научный сотрудник Галина Карантыш.

Ученые ЮФУ проводят скрининг совместно с Ростовским онкоинститутом.
Такое исследование проводили в Великом Новгороде. Ученые вместе с 22 крысами работали там в течение 10 дней. Животное способно работать 2 часа в день, за час можно было обследовать порядка 30 человек.

Интересно, что в ЮФУ такие чипы были вживлены в мозг более 200 крысам.

Всего было обследовано 1073 человека, у 85 дигибридный скриниг показал вероятность высокого риска, 41 человек согласился на дообследование в медучреждениях. В результате у 40% обследуемых подтвердились рак легкого и рак желудка на ранних стадиях.

«Наши исследования не являются диагностикой, они нужны для определения вероятности. На самом деле распознавать заболевания может любое домашнее животное. Разумеется, если у него будет такой чип», – добавляет Галина Карантыш.

Скрининг заболеваний проводится с помощью выдыхаемого воздуха человека. Это своеобразная проба для крысы. Выдыхаемый воздух способен изменяться в зависимости от состояния человека, так как при болезнях выделяются летучие органические соединения.

Институт интеллектуальных материалов: рентгеновский лазер длиной в 3,5 км

«Наш институт — междисциплинарный. Здесь под одной крышей работают физики, химики, биологи и прикладные математики. Средний возраст сотрудников — 30 лет»,  – рассказывает руководитель института интеллектуальных материалов, профессор Александр Солдатов.

«У меня нет боязни брать более сильных, чем я, сотрудников»

В институте обучение в магистратуре, аспирантуре и докторантуре ведется на английском, а ученые одновременно учатся и в ЮФУ, и в Европейских университетах.

«Хочу сказать, что наши ученые не хотят уезжать зарубеж, потому что здесь созданы отличные условия для работы. Каждый аспирант сидит в отдельном кабинете с евроремонтом, у него нормальная заработная плата. Также специально для сотрудников и их детей у нас есть комната отдыха и детский уголок»,  – рассказывает профессор Александр Солдатов.

В институте создан свой диссертационный совет с высоким рейтингом. Если средняя защита научных работ по стране составляет 12% , в ЮФУ – 14%, то в Институте интеллектуальных материалов защищается 100% научных работ.

Одним из самых громких проектов института является совместное изучение материалов с помощью рентгеновского лазера на свободных электронах.

«Этот лазер находится на территории двух федеральных земель Германии, его протяженность — 3,5 км под землей. Большая его часть находится под Гамбургом. На сегодняшний день это самый мощный в  мире рентгеновский лазер на свободных электронах», – рассказывает Александр Гуда, заведующий международной исследовательской лаборатории диагностики ЮФУ.

Стоимость прибора — 1,7 млрд рублей. Россия заплатила четверть этой суммы за возможность проводит исследования. С его помощью можно быстро получать структуру молекулы, а значит изучать старые и новые синтезируемые материалы.

«Мы не всегда знаем как действуют вирусы или работают те или иные лекарства. С помощью этого лазера возможно получить такие знания, – заявляет профессор Солдатов.

Почему прибор имеет такую большую протяженность? Александр Гуда объясняет, что получить от лазера такое мощное рентгеновское излучение можно только в случае, если ускорить, разогнать электроны на большом расстоянии.

Благодаря исследованиям на этом лазере уже был изучен новый материал на основе меди. Он позволить делать экраны смартфонов, телевизоров и компьютеров с более яркой и живой цветопередачей. Также сейчас разрабатываются материалы для более дешевого производства гибкой электроники.

Работа на таком приборе очень дорого стоит: час обходится в 10 тысяч евро.
Поэтому в институте были созданы виртуальные двойники лаборатории, так называемые тренажеры. В них есть специальные обучающие алгоритмы, которые объясняют, как настроить установку, подготовить образец и т.д.

«На таком тренажере мы проводили эксперимент по исследованию новых органических светодиодных материалов. Фотопереключаемый материал облучали лазером и смотрели потом как с течением времени меняется его структура. Как она работает», — рассказывает Александр Гуда.

 

 Инжиниринговый центр: СВЧ-лучи и металлобработка

В Таганроге наука выполняет уже конкретные, прикладные задачи. Для этих целей здесь создан инжиниринговый центр приборостроения, радио и микроэлектроники. Здесь под одной крышей находятся и цеха, и офисные помещения с коворкинг-центром «Точка кипения» и лабораторий.

«Наш многофункциональный центр активно сотрудничает с заказчиками. Мы изготавливал продукцию для ТАНТК им. Г. М. Бериева, ПАО „Гранит“. Сейчас выполняем крупный проект с таганрогским НИИ связи по разработке комплектов по обработке сельскохозяйственного сырья с помощью СВЧ-лучей», — рассказывает директор инжинирингового центра Андрей Ковалев.

Оборудование инжинированного цеха позволяет делать как простые, так и сложные детали из металла.

А в коворкинг-центре «Точка кипения» проходят встречи, семинары и различные научные и образовательные мероприятия.

Институт компьютерных технологий: Алиса и Боб 

Доцент института компьютерных технологий и информационной безопасности ЮФУ, директор Индийско-русского научного центра Антон Пленкин рассказывает о лаборатории квантовой криптографии так: «Это одна из самых передовых лабораторий, в которой создана единственная на юге России система квантового распределения плеча. С помощью этого оборудования мы придумываем код и шифруем его, чтобы противодействовать съему информации с оптических каналов связи. Сейчас информация на телефонах и компьютерах не защищена, но мы работаем над новым кодом».

На этой кафедре студенты сдают экзамены в виде интерактивной практики, работая на уникальном оборудовании, выполняя задачи и показывая свои компетенции.

Кроме того, уже 1,5 года работает Индийского-российский научный центр ЮФУ. В Индии, как и России существует хорошее образование для подготовки ИТ-специалистов.

«Наше направление очень востребовано, а специалистов не хватает, большой дефицит кадров. У нас все студенты получают доступ к оборудованию. Дело в том, что наше оборудование — уникальное и дорогостоящее. С его помощью можно генерировать абсолютно секретный ключ и защищать информацию», — заявил Антон Пленкин.

 


Было интересно? Хотите быть в курсе самых интересных событий в Ростове-на-Дону? Подписывайтесь на наши страницы в ВКонтакте и канал в ЯндексДзен и Telegram.

Вы можете сообщить нам свои новости или прислать фотографии и видео событий, очевидцами которых стали, на электронную почту.