12 технологий будущего

Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ) был создан слиянием четырех крупнейших вузов Дальнего Востока, самый старый из которых — Восточный институт — был основан в 1889 году. Сегодня ДВФУ — главный центр развития науки и технологий на русском Дальнем Востоке.

Технопарк «Русский»

Научные исследования в ДВФУ осуществляются на базе девяти школ, в которых оборудованы современные исследовательские лаборатории. Наладить связь науки и реального сектора экономики — одна из приоритетных задач университета. Для ее решения на территории ДВФУ действует технопарк «Русский».

Синхротрон будущего

В ближайшие годы на острове Русском будет построен синхротрон с источником терагерцевого излучения. Он поможет решать задачи в области биологии, квантовых материалов и сверхбыстрой обработки информации. С помощью синхротрона также можно изучить структуру новых биополимеров, обнаруженных в процессе исследования глубоководных организмов. Это позволит решать фармакологические и биомедицинские задачи, в том числе в области онкологии.

Уникальный шоколад с женьшенем и... золотом

Ученые ДВФУ используют биоразнообразие Дальневосточного региона для разработки принципиально новой натуральной продукции, полученной с помощью «зеленой» технологии сверхкритической флюидной экстракции (СКФЭ) для нужд пищевой, фармацевтической и косметологической промышленности. Экстракция происходит с помощью углекислого газа, без использования органических растворителей.

В ДВФУ обучаются 23 тыс. студентов и около 500 аспирантов. В 2018 году выпускниками аспирантуры ДВФУ стали 84 молодых ученых. Часть из них уже имеет заметные достижения в области теоретической физики, биотехнологий, инженерии, информационной и радиационной безопасности

В научно-образовательном центре «Нанотехнологии» ДВФУ проводятся активные исследования по технологии СКФЭ: уже получены экстракты женьшеня, бархата амурского, элеутерококка и др.

На основе новых экстрактов уже изготовлены пробные партии полезных продуктов, например, шоколад с женьшенем и... золотом. Он обладает адаптогенными свойствами.

Внимание общественности также привлекли «наношоколад» с добавками из морских водорослей, инновационные улучшенные майонезы, мармелады и желе с использованием дальневосточных ингредиентов.

Достижения Школы биомедицины в области пищевых технологий демонстрировались на выставке «ДальАгро» в марте 2018 года: хлеб с морским гребешком, десерт из актинидии, мюсли с экстрактом гриба чага, колбаса и сосиски с ламинарией, майонезный соус, обогащенный каротиноидами из морских моллюсков, хлеб с добавлением зеленых водорослей, безглютеновые хлебобулочные изделия, паштет, мармелады и желированные десерты на основе отвара бурых водорослей с добавками из дальневосточных ягод и экстракта околоплодника маньчжурского ореха и другие.

Продукты с экстрактами морских организмов помогают бороться с диабетом и преддиабетом, снижая холестерин. Использование экстрактов дальневосточных растений и морских организмов в технологии пищевых продуктов подтверждено патентами РФ на изобретения. Разработаны производственные стандарты, позволяющие производить продукты в промышленных условиях.

Новые протезы и экзоскелеты

В кластере «Нейростарт» формируется команда разработчиков нейроинженерных решений. Вдохновитель проекта — нейрохирург медцентра ДВФУ Артур Биктимиров отмечает, что будущие инженеры и врачи уже создали функциональный бионический протез ступни и голени, реабилитационный экзоскелет верхней конечности и систему его очувствления, а также программу контроля состояния пациентов с болезнью Паркинсона, миодатчики, имплантируемые нейростимуляторы и другие перспективные разработки. Разработки велись командами студентов при консультационной поддержке со стороны врачей, инженеров и людей с ограниченными возможностями здоровья.

ОТ ПЕРВОГО ЛИЦА

Ректор ДВФУ Никита Анисимов:

— Технопарк — это механизм взаимодействия бизнеса, образования, науки, госструктур и потребителей новых технологий. Технопарки специально создаются при университетах. Это пространство, где открываются исследовательские офисы крупных компаний и размещаются стартапы, созданные студентами и учеными. Технопарки обеспечивают их взаимодействие с различными фондами, институтами развития и внешними контрагентами, помогая новым компаниям выйти на глобальный рынок. В 2017 году в ДВФУ также учрежден Фонд поддержки технологического предпринимательства. Его задача — аккумулировать вокруг себя молодых предпринимателей, исполняя роль буфера между ними и бюрократической машиной, которая часто устроена так, что способна раздавить зарождающийся стартап, даже не заметив этого. Успешным стартапам мы будем помогать выходить на глобальные перспективные рынки, в частности рынки АТР.

Борьба со стрессом

Магистрант ДВФУ Сергей Васильцов предложил использовать технологию нейробиологической обратной связи («НейроБОС») для снижения уровня стресса. Принцип его работы прост: энцефалограф снимает показатели зоны коры головного мозга, отвечающей за концентрацию внимания, самоконтроль и способность делать выводы. Одновременно в наушниках звучит шум дождя. Все переживания, поток мыслей, стресс отображаются в повышении громкости звука. Задача человека — побороть эмоции, успокоиться и снизить громкость в наушниках. За счет обратной связи усиливается способность человека самостоятельно справляться со стрессом. С помощью этого изобретения люди могут тренировать мозг. Как показали первые испытания, за 15 дней ежедневных занятий удается добиться устойчивого результата. По результатам теста у всех участников эксперимента улучшилось самочувствие, снизился общий уровень стресса.

Противораковые исследования

Мария Сидорова, магистрантка Школы естественных наук (ШЕН) ДВФУ, разработала новый способ синтеза морских органических веществ с высокой противоопухолевой активностью. Развитие этого метода позволит получить ранее недоступные соединения, изучить их биологическую активность и может привести к созданию лекарств нового поколения.

Сотрудники лаборатории синтеза природных соединений также изучают взаимодействие биологически активных алкалоидов с терапевтическими мишенями с помощью компьютерного моделирования, ведут целенаправленный синтез наиболее перспективных соединений для последующего биотестирования. В результате этих исследований могут появиться новые поколения лекарств, в том числе антираковых препаратов.

Открытие новых видов глубоководных морских организмов

По итогам экспедиции KuramBio II, которая состоялась в 2016 году, ученые обнаружили почти 500 новых видов глубоководных морских организмов, ранее неизвестных. Научные сотрудники ШЕН ДВФУ и ДВО РАН изучают макро- и микроорганизмы, отобранные в районе Курило-Камчатского желоба на глубине до 9,5 тыс. м.

Очистка радиоактивных отходов и переработка отходов сжигания угля

Ученые ДВФУ разработали новые наноструктурированные сорбенты из природных материалов, которые помогут очистить технологические отходы при ремонте и эксплуатации судов с ядерными энергетическими установками.

Важным технологическим приемом является использование нанотехнологий: при создании сорбентов на их поверхности формируется тончайшая пленка, позволяющая эффективно очищать жидкости, содержащие нефтепродукты.

В ДВФУ разработаны технологии комплексной утилизации золошлаковых отходов предприятий энергетики. В частности, имеются образцы продукции, полученные из золошлаковых материалов ВТЭЦ-2 и ХТЭЦ на основе технологических разработок сотрудников ДВФУ.

Микрочастицы в выхлопах ДВС

В процессе работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) образуются выхлопные газы с двумя сотнями различных химических соединений. Большинство из них оказывают токсическое и канцерогенное воздействие на живые организмы.

Загрязнение продуктами выхлопных газов приводит к росту целого ряда респираторных заболеваний, болезней органов кровеносной системы и онкозаболеваний.

Учеными ДВФУ под руководством ведущего токсиколога Европы А. Тсатсакиса экспериментально исследуется влияние твердых частиц выхлопных газов на биоценоз современного города.

Выяснилось, что выхлопные газы новых автомобилей, имеющих минимальный пробег, являются источником большого количества металлических микро- и наночастиц. Это вызвано притиркой узлов и агрегатов двигателя, а также использованием каталитических систем.

Для подобных исследований важна поддержка со стороны государства. Изучение проблематики станет ключом к пониманию дальнейшего вектора развития технологий в области производства автотехники и поможет понять, как на законодательном уровне обеспечить безопасность окружающей среды.

Ликвидация экологического ущерба в бухте Золотой Рог

ДВФУ ведет комплексную программу по ликвидации накопленного экологического ущерба в бухте Золотой Рог во Владивостоке. Для поиска затопленных судов и их обломков, подводных кабельных линий, расположенных на поверхности и в придонном слое осадков бухты, силами ученых и сотрудников ДВФУ была проведена гидромагнитная съемка. По ее результатам уже подготовлена цифровая модель рельефа дна, построен планшет глубин и гидролокационное изображение морского дна. Обнаружено восемь подводных объектов, требующих водолазного обследования. Также проведено обследование причалов и береговой черты и уже подготовлена 3D-модель объектов экологического ущерба.

Безотходная переработка канализационных стоков

Применяемые в настоящее время способы очистки канализационных стоков требуют больших площадей для очистных сооружений и образующихся иловых осадков. Очистные сооружения такого типа дорого стоят и оказывают негативное экологическое воздействие на окружающую среду. В ДВФУ разрабатывается биогазовая установка для переработки канализационных стоков с использованием сочетания технологий высокотемпературного жидкофазного окисления и анаэробного брожения. Установка сможет применяться как для очистки стоков отдельных домов, так и для целых муниципальных образований. На выходе получаются высокорентабельные продукты — биогаз с возможностью трансформации в электрическую и тепловую энергию и водорастворимые гуматы для агрокомплекса.

Робототехника и ветровая энергоустановка

В 2017 году команда робототехников ДВФУ и ДВО РАН заняла второе место в международном чемпионате RoboSub в Сан-Диего. Беспилотник студентов ДВФУ может передвигаться в пяти степенях свободы и даже делать сальто. С 2012 года команда ДВФУ ежегодно становится призером в классе автономных роботов на турнирах RoboSub и чемпионатах Singapore AUV Challenge.

Студентами ДВФУ разработана роторная ветроэнергетическая установка с вертикальной осью, которая может служить локальным источником электроэнергии в условиях города или удаленной местности. Установка подходит для работы в экстремальных климатических условиях Арктики. Мощность изготовленной установки при скорости ветра 10 м/с составляет 2500 Вт, рабочий диапазон скоростей ветра — от 2,5 до 40 м/с. Установка работает при любых направлениях ветра, сохраняет работоспособность при порывистых ветрах, штормах и ураганах.

Подледная связь для Арктики

Первая в мире подледная связь разрабатывается учеными ДВФУ совместно с коллегами из Харбинского инженерного университета. Она имеет особое значение для разведки и добычи нефти и газа в Арктическом регионе.

«Движение звука подо льдом имеет свою специфику: значительно изменяются сигналы, идет сильное отражение ото льда и от дна. Соединив физические методы российских исследователей с технологиями обработки информации китайских коллег, мы сможем достичь прорыва в освоении Арктической зоны», — говорит руководитель эксперимента, зав. кафедрой приборостроения Инженерной школы (ИШ) ДВФУ профессор Владимир Короченцев.

В эксперименте использовали разработанный учеными ИШ пневматический гидроакустический излучатель, звуковые волны которого распространяются в воде и по льду, а также линзовые приемные антенны.

Текст: Александр ЗВЕРЕВ, Мария ЛУКИНА

Источник: Официальный журнал ВЭФ—2018