В Межвузовском кампусе Уфы презентовали научный туризм для ученых со всей России

В рамках технического маршрута ученые посетили лабораторию наноэлектроники и дизайна новых материалов. Здесь занимаются изучением органических соединений и их свойств, а также разработкой датчиков. В распоряжении лаборатории – оборудование для вакуумного и термического напыления, включая установку, позволяющую управлять металлами с помощью магнита. Одно из ключевых направлений работы – исследование тонкопленочных нанокомпозиционных материалов для генерации и управления скирмионами в спинтронике. Цель этих исследований – повысить чувствительность сенсорных устройств при низких энергозатратах и сократить разрыв между фундаментальной наукой и практическими приложениями. Среди задач – управление формированием скирмионов через деформацию многослойных структур, изучение влияния дефектов на их стабильность, создание новых нанокомпозитных плёнок и разработка прототипов сверхчувствительных сенсоров.

Продолжая знакомство с техническими разработками, участники экскурсии посетили лабораторию многофункциональных материалов. Традиционно здесь занимались титановыми сплавами для медицины и авиационной промышленности, однако со временем направления расширились. Часть последних работ была посвящена реинжинирингу компонентов самолетов для одной из авиационных компаний – выполнено около 12 проектов с целью запустить производство отдельных деталей зарубежных самолетов в России. Еще одно направление – технология сварки трением, позволяющая получать узкие и прочные швы. Лаборатория активно сотрудничает с промышленностью: для арматурного завода Башкирии разработана технология роботизированной наплавки на элементы запорной арматуры, работающие в агрессивных условиях, а для химического предприятия предложено защитное покрытие на основе никелевого сплава, увеличивающее срок службы реакторов с двух до десяти лет.

Значительная часть работы лаборатории связана с созданием материалов для медицины. Научный сотрудник Светлана Газина рассказала, что здесь занимаются титановыми и магниевыми сплавами. Совместно с Центром онкологии имени Блохина специалисты печатают имплантаты для замещения сегментов кости, заполняя их лекарственными препаратами, а также изготавливают пластины для остеосинтеза с пористым покрытием, которое также наполняется антибиотиками. Пластины делают как из обычного прокатанного материала, так и из ультрамелкозернистого, обладающего повышенной усталостной выносливостью.

Медицинская тематика продолжилась в рамках экскурсии «Авиценна», посвященной современным биотехнологиям и древней медицине. Гостям показали настоящую человеческую ДНК в пробирке и объяснили, как ее извлекают из клеток. Ученый представил собственный набор для выявления мутаций у крыс методом ПЦР: результат можно получить за три часа вместо двух суток, на разработку имеется патент. Кроме того, он работает над технологией, позволяющей одновременно исследовать множество генов с помощью ДНК-чипов, что дает возможность считывать генетический код и оценивать риски заболеваний.

Далее ученых ждала лаборатория поиска малых таргетных молекул. Здесь проходят этапы синтеза новых биологически активных веществ: реакционные смеси нагревают, обрабатывают в микроволновом реакторе под давлением для ускорения реакций, используют стеклянные реакторы с силиконовым маслом и ультразвуковой гомогенизатор для проведения реакций в гетерогенных системах. После синтеза соединения характеризуют с помощью рентгеновских методов и других способов анализа.

Участница экскурсии Элиза Алибаева из Института нефтехимии и катализа РАН отметила, что ее направление связано с таргетными материалами, поэтому ей было интересно узнать, чем занимается Евразийский НОЦ. Она с достоинством оценила современное здание кампуса, обилие приборов и с досадой отметила, что не успела здесь поучиться. Сейчас ученая работает над гибридными материалами на основе полисахаридов для создания гелеобразного материала для регенерации костей.

В лаборатории аддитивных технологий гостям рассказали об импортозамещении в производстве имплантов. Из пластиков, силиконов и полимеров здесь печатают временные импланты, пропитанные антибиотиками, которые устанавливаются на период лечения, а после восстановления заменяются титановыми. Ведутся исследования по созданию полимерных имплантов, способных заменить титановые. Также запатентована технология персонализированных стент-графтов для лечения аневризмы аорты: стоимость снижена с шести миллионов до одного миллиона рублей, а сроки изготовления сокращены с полугода до суток. За год проведено более двадцати операций. Отдельное направление – работа с керамикой на основе гидроксиапатита, из которого состоит кость: материал уже проходит апробацию на животных, после чего планируется переход к людям. Имплант должен быть биосовместим, прорастать костью и постепенно рассасываться, замещаясь костной тканью.

Заключительным пунктом стала лаборатория математического моделирования. Ее руководитель Роман Сергеевич рассказал, что лаборатория работает на стыке биомедицины и математики. Среди задач – вычислительная гидродинамика, работа с топологией и дифференциальной геометрией, анализ атласа мозга человека и данных секвенирования. Совместно с лабораторией аддитивных технологий здесь математически моделируют импланты, чтобы оценить, как лучше обеспечить остеоинтеграцию. Кроме того, лаборатория разрабатывает программное обеспечение для онкоурологии: система отслеживает и классифицирует инструменты во время лапароскопических операций с использованием роботизированных систем, помогает обучать молодых специалистов и анализировать действия хирургов. Ведутся работы по построению путей артерий в сердце во время операции для выявления аневризм и стенозов, а также проекты в стоматологии и система с искусственным интеллектом для поиска новообразований на УЗИ почек.