Как правило, исследования, о которых наш проект, очень трудоёмкие и весьма недёшевые. Тем не менее, они начаты и продвигаются. А значит, для этого созданы необходимые условия. Государство и научные фонды прекрасно понимают, что люди – наше главное богатство, наш основной ресурс, без которого все иные ресурсы бесполезны, и вкладываться нужно прежде всего в умы.

Проект «Наследники Кулибина» убеждает: в российскую науку идут талантливые люди, наше образование - качественное, престижное, конкурентоспособное, и оно обязательно даёт человеку путёвку в жизнь.

И нам, россиянам, всем вместе, со всеми своими знаниями и идеями, вполне по силам каждый день и каждый час менять мир к лучшему.

NN.AIF.RU в серии интервью с нижегородскими исследователями, начинающими и опытными, рассказывает о том, как эти люди, не покладая рук, трудятся на технологический суверенитет России.

– Как я понимаю, сегодня именно исследования в области медицинской химии – одни из самых передовых? И ваш научный коллектив в каком-то смысле создаёт ту самую таблетку от рака?

– Всех нас, в первую очередь, интересует, насколько долго и качественно мы можем прожить. Эти запросы общества отражаются в исследованиях учёных, которые одновременно совершенствуют существующие лекарства и создают новые.
И процесс это не быстрый. Не надо забывать, что в лаборатории может быть всё хорошо, но многие препараты не проходят дорогостоящую клиническую стадию исследований, показывая побочные действия.

Я работаю в области противоопухолевых соединений. Наверное, можно сказать, что мы с коллегами создаём таблетку от рака, только она не совсем обычная. Мы разрабатываем препараты для фотодинамической терапии опухолевых заболеваний. Это когда вы не просто принимаете лекарства, но вас дополнительно облучают специальным светом. Свет направляют на очаг опухоли и получают терапевтический результат.
Но с этими лекарствами сейчас есть проблема: они накапливаются не только в опухолевых, но и в здоровых тканях. В результате фотодинамическая терапия повреждает и больные, и здоровые клетки, что, конечно же, не очень хорошо.

Наш коллектив занимается улучшением таких препаратов, добавляем к ним новые компоненты, создаём молекулы комбинированного действия, способные не только излечивать опухоли, но и направленно накапливаться в поражённых тканях.
Основа наших исследований – обычный хлорофилл. Это совершенно безопасный нетоксичный зелёный пигмент растений. Его много в различных природных источниках. Перспективный материал, одним словом.

– Вы упомянули, что исследования ведёт научный коллектив. То есть одиноких «кулибиных» в современной науке уже не осталось?

– В основном исследования ведут научные коллективы, причём там могут быть люди разных возрастов. На мой взгляд, расцвет для учёного – 40-50 лет, когда есть опыт, знания и цели, к которым есть желание стремиться. Но своё место и задачи в научном коллективе есть и у учёных-аспирантов, у молодых учёных.

И сразу хочется сказать молодёжи, что от работы в современной науке не стоит ждать сверхприбылей. Это не плохо и не хорошо — это данность. Я думаю, учёный должен приносить своей работой пользу обществу и получать за это адекватные деньги. Так в принципе и происходит.

– Есть у вас как у учёного большая профессиональная мечта?

– Сложный вопрос. Если пофантазировать, то хочется, чтобы наши разработки помогли однажды кому-то создать ту самую таблетку от рака.

– Алина, по данным регионального управления ЗАГС, нижегородки сегодня решаются на первенца в среднем в 30-39 лет. Надо полагать, что отцы их детей или старше, или незначительно младше мам. С точки зрения социолога – почему возраст родительства у нас так повысился?

Алина Янак: – Думаю, оправдан вполне прагматичный социально-экономический взгляд на эту проблему. Если мы берём городскую молодёжь из среднего класса, то достаточно позднее вступление в брак и родительство связано с тем, что люди сначала хотят получить образование, сделать карьеру, обзавестись собственным жильём – проще говоря, встать на ноги. У большинства это как раз получается годам к 30.

Есть теории, что в наши дни период взросления у молодёжи увеличивается в сравнении с предыдущими поколениями. Всё потому, что люди благодаря достижениям медицины в принципе стали жить дольше. Условно, человек может считать, что в 40 лет жизнь только начинается и что он всё успеет.

Есть в этом вопросе и социально-культурный момент. Люди стремятся к индивидуализации и самореализации, в том числе, а порой и в первую очередь, в публичной сфере, а не в семье.

К тому же поколение 30-летних и тем более те, кому сейчас от 20 лет до 30 лет, стараются планировать жизнь так, чтобы избежать определённых трудностей и рисков, которые несут в себе брак и родительство.

И всё же ежегодные социологические исследования показывают, что для россиян, в том числе молодых, семья остаётся базовой жизненной ценностью – столь же важной, как здоровье, свобода и право на жизнь.

– Но недавно на высшем уровне обсуждали инициативу создать в России министерство одиночества. В том числе потому, что одиноких людей среди молодёжи всё больше…

– Одиночество как образ жизни большинство россиян всё же принципиально не выбирают, как не выбирают и жизнь без детей. Об этом тоже говорят данные социсследований. Если человек придерживается такой позиции, это чаще всего связано с сугубо личными деликатными мотивами. Поэтому популяризировать такие вещи не надо.

Более того, я надеюсь, что одиночество и бездетность для многих молодых людей – явление временное. Нас всех тревожат геополитическая и экономическая ситуации, но свои трудности были и у предыдущих поколений! Я считаю, что задача государства – предложить людям меры поддержки, которые позволят им делать осознанный выбор в пользу семьи и родительства.

Сейчас мы исследуем, как мотивировать современную российскую молодёжь к «семейно-детному» образу жизни и как сделать его привлекательным. Задача научного проекта – систематизировать факты и понять: что в этом плане нужно самой молодёжи, а не только государству? Что делать, чтобы семья с детьми была бы для молодых людей максимально комфортным образом жизни?

Скорее всего, речь о точечных мерах, не всегда материальных, но способных подтолкнуть людей раньше вступать в брак и становиться родителями.
Для этого мы планируем обращаться к широкой аудитории – от подростков до молодых семей с детьми. Затем полученные данные нужно анализировать и предлагать пути решения столь важных социальных проблем.

– Изменился ли социальный образ многодетной семьи с родными детьми?

– Учёные выясняли, как влияет на многодетность то, в какой семье появились на свет отец и мать. Оказалось, многодетными чаще становятся семьи, где муж сам родился в семье с большим количеством родных братьев и сестёр. У женщины, воспитанной в многодетной семье, вероятность самой повторить такую же модель семьи, согласно исследованиям, значимо ниже.

Получается, что жене сложнее настоять на своём и родить много детей, чем мужу убедить в этом супругу. Женщине в этом вопросе обязательно нужна поддержка и одобрение мужчины.

Сегодня государство всё существеннее помогает семьям с тремя и более детьми, и рано или поздно это даст свой положительный социальный эффект. Думаю, здесь большую роль должны сыграть корпоративная политика, а также социальная реклама благополучного многодетного родительства в культурно-религиозных традициях нашей страны.

– Павел Олегович, вы инженер, а такие специалисты сегодня очень востребованы на производствах. Почему вы решили заниматься наукой?

Павел Береснев: – Сейчас я бы скорее назвал себя техническим менеджером. Но участвовать в научных проектах начинал студентом даже не как инженер, а как обычный техник. Был интерес к новым технологиям.

На мой взгляд, научная деятельность шире, чем производственная. Мы можем что-то пробовать, испытывать, закупать для этого оборудование. Сегодня работать в шахте, завтра – уехать на нефтеперерабатывающее предприятие наши беспилотники тестировать. Ты не устаёшь от монотонной деятельности и слишком узких задач.
Даже выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ для конкретного заказчика всё равно даёт возможность тестировать что-то новое. В научной деятельности первостепенно развитие технологий, а не только коммерческая выгода.

– Но сейчас много говорят о том, что вузовские лаборатории должны работать в сцепке с бизнесом, создавать то, что нужно конкретному производству…

– Это сложный вопрос. И требования такие действительно есть. Но, например, когда мы семь лет назад начали заниматься темой беспилотников, то большого запроса на них от бизнеса не было. Потом мы показали наши разработки крупным компаниям и пришли к совместным тестированиям беспилотных автомобилей в производственных условиях.

Сейчас наш флагманский проект – беспилотное средство на основе седельного тягача, способное перевозить грузы весом до 20 тонн. Кабина тягача оснащена лидарами и радарами, находящими препятствия на пути, дополнительной навигацией и вычислительными модулями, а также семью видеокамерами, которые позволяют точнее определять местоположение.

Управляет машиной программа с заранее прописанными сценариями: торможение, разгон, надо уступить дорогу и так далее… Чем больше сценариев, тем совершеннее машина. Мы их постоянно дополняем в процессе тестирования.

– Человек в кабине беспилотника всё же нужен?

– Да, поскольку автомобиль движется в обычных условиях производства, где есть другие участники процесса, там может сложиться внештатная ситуация, не заложенная в сценарии беспилотника.
Кроме того, согласно нормам безопасности, при работе транспортного беспилотника, человек обязательно должен находиться в его кабине.

Но когда мы говорим о перевозке грузов на расстояния, где нет других участников движения, человек-оператор беспилотника может переместиться из кабины за удалённый диспетчерский пункт. Это же касается опасной зоны проведения работ – например, сложных метеоусловий. Так или иначе, присутствие человека можно минимизировать.
Кстати, беспилотник можно назвать более безопасным видом транспорта. В любой непонятной ситуации на дороге он будет останавливаться, в отличие от водителя, который, например, где-то попытается проскочить без правил.

– Сергей Артурович, в чём суть вашей разработки?

– Костная ткань человека может быть нарушена в результате травм, ранений, онкологических заболеваний и многих других причин. В ряде случаев для установки зубного импланта требуется нарастить костную ткань челюсти. Кроме того, костнозамещающие материалы могут быть использованы во многих случаях для восстановления участков повреждённой костной ткани.

В нашем институте был синтезирован пористый полимер на основе полиакрилатов, затем вместе с коллегами из Приволжского исследовательского медицинского университета мы начали его изучение для применения в качестве костнозамещающего материала. Сначала бились над тем, чтобы материал не был цитотоксичным, то есть не отравлял живой организм. Нам это удалось. Потом нужно было обеспечить адгезию и пролиферацию стволовых клеток (процесс интенсивного деления клеток) на поверхности материала. Это были эксперименты в пробирке.
Затем решились на эксперименты на кроликах и получили хорошие результаты.

– В чем инновационность разработки?

– Есть «золотой стандарт» – аутотрансплантат. Для его получения нужно взять костную ткань у самого пациента. Но это процесс болезненный и приблизительно в 10% случаев операция сопровождается осложнениями.
Кроме того, для имплантации используют костную ткань умерших людей, но как ни обрабатывай этот материал, существует риск инфицирования организма пациента. Также здесь есть и этические проблемы, не все из моральных или религиозных соображений согласны на такой вариант.

В России сегодня производят линейку биоматериалов, которые используются для костной пластики, например ксеноматериалы. Костную ткань для имплантации берут у свиней или крупного рогатого скота. Её максимально очищают, получается хороший пористый материал, но он очень и очень дорогой. Хирурги работают и с синтетическими материалами, по химической природе напоминающими кость, из таких материалов делают «крошку», но нельзя получить блоки для замены целого участка живой кости.

Наш костнозамещающий материал биосовместим и безопасен. На сегодняшнем этапе нам нужно изготовить опытную партию образцов материала, которая далее пройдёт длительный цикл доклинических исследований, в том числе на людях. Если всё будет хорошо, то в производственный цикл можно выйти года через четыре. Насколько наш материал будет дешевле аналогов, покажет время. Для этого необходимо запустить производство. Кстати, все исходные компоненты для нашего материала производят в России, некоторые в Дзержинске, а не доставляют из-за рубежа.

Я считаю, что со временем эта разработка будет всё востребованнее. Проблема восстановления целостности и функциональной полноценности костной ткани – одна из наиболее актуальных в современной медицине. Только в России ежегодно регистрируется до 2 млн травм, половина которых костные переломы. Потенциальная потребность отечественного здравоохранения в остеопластических материалах составляет более 200 тыс. единиц в год. Для возможно более широкого использования такие импланты должны создаваться из недорогих материалов и по простым технологическим схемам.

– Альбина Владимировна, в чём заключается технология создания нейропротезов, которой вы занимаетесь?

Альбина Лебедева: — Это технология восстановления или расширения функций памяти. Сейчас мы работаем с живыми нейронными сетями лабораторных животных на срезах. Нас интересует гиппокамп – парный отдел мозга, который отвечает за функции памяти. Например, её консолидацию из краткосрочной в долгосрочную. При нейродегенеративных заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, деменция, височная эпилепсия, нарушения происходят именно в гиппокампе. Мы пытаемся разработать системы восстановления активности гиппокампа при помощи объединения живых и искусственных нейронов.

При болезни Альцгеймера нейроны головного мозга гибнут. Фактически при помощи искусственного нейроинтерфейса мы сможем подавать в мозг нейрональную активность, которая либо заместит погибшие нейроны, либо поспособствует восстановлению оставшихся. Во время экспериментов на срезах мозга мышей мы подавали активность от искусственной нейронной сети, предварительно обученной предсказывать сигналы гиппокампа непосредственно в срезы гиппокампа мышей, после чего регистрировали реальный ответ. То есть мы подавали в качестве стимулирующего сигнала в срезах гиппокампа дополнительную нейрональную активность.

Впереди эксперименты не на срезах мозга, а на самих лабораторных мышах. Речь идёт о вживлении в их мозг электродов, способных принимать сигналы нейроинтерфейса.

– А как оценивают память у животных?

– Для этого есть масса лабораторных тестов на запоминание и память. Мы планируем применять Т-образный лабиринт. Животное должно будет повернуть в один из рукавов лабиринта, где крысе будет подаваться сладкая вода в качестве положительного подкрепления. Крыса должна запомнить эту траекторию движения. По тому, как быстро крыса находит нужный рукав лабиринта, мы и будем оценивать рабочую память животного.
Далее будет этап экспериментального повреждения части гиппокампа, добавление искусственной нейрональной активности и оценка её эффективности.

– Ваша разработка напрямую связана с технологией искусственного интеллекта. Некоторые с опаской относятся к его растущим возможностям…

– Технологии искусственного интеллекта (ИИ) наращивают возможности день ото дня. Да, сейчас алгоритмы для его работы создаёт человек, но сейчас также набирает обороты направление самообучаемого ИИ. Но, думаю, пока не созданы нейропроцессоры, которые могли бы дать возможность ИИ выйти из-под контроля человека. И вряд ли они будут созданы в обозримом будущем.

Тем не менее, когда наша технология дойдёт до клинических испытаний, то вопросы биоэтики поднимутся сами собой. Как мы можем что-то имплантировать в мозг человека, соединив его с ИИ? Мы создаём суперчеловека? Нет. Наша задача – использовать возможности ИИ для создания нейропротезов и помощи людям с нейродегенеративными заболеваниями, которые пока неизлечимы. Но надо же что-то с этим делать…

Меня вообще удивляет, что сегодня очень большой интерес к нейробиологическим технологиям, которые двигают медицину вперёд, но как-то все забывают: исследования эти очень дорогие. При этом гранты на создание компьютерных математических моделей равны нашим. Без реальных экспериментов с лабораторными животными, с очень дорогостоящим и порой одноразовым оборудованием, в нейронауке никак.

– Ксения, а какой, собственно, вред одежда может нанести детям?

– Изображения на любые плоские поверхности, на ткани в том числе, наносят двумя основными методами. Первый – шелкография. Этот метод достаточно дорогостоящий. Для изготовления яркого принта на более дешёвой продукции используют пластизольные краски. Они легко печатаются и хорошо прилипают к большинству текстильных изделий. Краски эти состоят из поливинилхлорида в виде белого порошка. В него для эластичности добавляют пластификатор на основе нефтяной продукции.

По нашим данным, принт на одежде, содержащий химические пластификаторы, при стирке легко вымывается, а это приводит к загрязнению почвы и водоёмов. Также он оказывает пагубное влияние, когда попадает в организм человека, особенно в детский. Есть исследования, что, например, когда ребёнок жуёт свою яркую кофточку, вместе со слюной химическое соединение с принта может легко попасть в маленький организм. Это влечёт за собой серьёзные последствия в виде нарушений в сердечно-сосудистой и эндокринной системах. Опасно такое взаимодействие и для репродуктивной функции подрастающего человека.

Мы предлагаем изготавливать пластификатор на основе натуральных растительных масел: от подсолнечного до соевого и кокосового. В дальнейшем хотим перейти на отработанные растительные масла или вообще на микроводоросли.

Наша разработка особенно актуальна, поскольку большинство нефтяных пластификаторов поставлялись из-за рубежа. В России таких производств практически нет.

– Легко ли в принципе сегодня внедрить научные разработки в реальное производство?

– Понятно, что пока старое неплохо работает, мало кто стремится внедрить в производство что-то новое. Но крупные предприятия по всей стране внедряют в работу принципы бережливого и экологичного производства. Например, это выражается в переходе на более чистую производственную «химию». В советские годы люди инвалидность получали в химических цехах.

Кроме того, сейчас есть много государственных грантовых программ, которые помогают учёным открывать собственные небольшие производства инновационной продукции.

– Сегодня остро стоит проблема переизбытка и утилизации пластика. Изобретут ли когда-то учёные пластик, который не будет наносить вред окружающей среде?

– Сейчас уже много есть разработок пластика на основе крахмала и целлюлозы. Но есть другая сторона медали: люди считают, что если они купили что-то из пластика, то служить им предмет должен минимум лет пять. У разлагаемого пластика срок эксплуатации меньше. Условно: стакан из такого пластика хорошие технические характеристики сохранит в течение года. Так за это время стакан ещё продать надо и попользоваться им успеть. Это долгое воспитание потребительского рынка.

Мне, кстати, очень грустно, когда у нас по всей стране ставят контейнеры для раздельного мусора, а потом приезжает мусоровоз и все сваливает в одну кучу. А ведь это так здорово, когда пластик перерабатывают и из него получается что-то новое!

– Орзи, как ты увлеклась промышленным дизайном? Обычно девочки мечтают создавать красивую одежду…

– Начиналось всё с рукоделия, но оно у меня было своеобразное. Я не вязала или вышивала, а своими руками создавала макеты домиков, комнат с мебелью. Меня привлекала возможность делать нечто принципиально новое, по сути, менять окружающую действительность.

Ещё я интересуюсь архитектурой. Кстати, в этом плане считаю очень красивым городом Нижний Новгород. Одни закаты чего стоят! На мой взгляд, в Нижнем удивительно сочетаются старинная архитектура с современной. Но я против того, чтобы города с историей бездумно застраивали современными небоскрёбами.

Самый комфортный город из увиденных мной – это Москва. Если говорить о городе-мечте, то это не Париж, а Сеул. Судя по изображениям, этот город необыкновенно красив и удобен.

– В итоге ты решила сделать более комфортными и родной Бор, и Нижний Новгород и придумала свой проект остановки общественного транспорта?

– Из дома до «Кванториума» и обратно я езжу на автобусе. Честно, меня не устраивает унылый вид наших остановок. И я подумала: могу ли как-то изменить эту ситуацию как промышленный дизайнер. Так родился проект.

На самом деле моя инновационная остановка общественного транспорта объединяет сразу несколько технологий. Во-первых, она не требует подключения к городским электросетям. На крыше предполагаются солнечные батареи, питающие павильон.
У разработки высокий уровень безопасности. Одна из зон остановки рассчитана на людей с ограниченными возможностями, пассажиров с детьми, пенсионеров, она открывается по специальным картам.

По проекту остановка оснащена видеонаблюдением с возможностью передать сигнал в полицию. Есть в павильоне и кнопки экстренного вызова чрезвычайных служб.
Также у остановки предполагается автоматизированная система, которая позволяет ограничивать зону движения пешеходов. Когда к павильону приближается транспортное средство, шлагбаумы блокируют проход, чтобы люди не выходили на дорогу, а направлялись чётко в салон автобуса.

– Реальный макет инновационной остановки ты создала сама, а не при помощи компьютерного моделирования.

– Да. Я использовала фанеру, оргстекло, ПВХ-пластик, пенополистирол… На модуле остановки стоят «люди» – они распечатаны при помощи 3D-принтера, но лица и одежду им я рисовала сама красками. Во мне жива любовь к рукоделию…

– Твоя идея нашла поддержку у серьёзных экспертов?

– В мае на XXIX Международной выставке-форуме архитектуры и дизайна АРХ МОСКВА я заняла III место в конкурсе по формированию комфортной городской среды. Оргкомитет прислал в правительство Нижегородской области рекомендательное письмо рассмотреть мой проект инновационной остановки общественного транспорта в качестве приоритетного при формировании комфортной городской среды в Нижнем Новгороде.

– Егор, сегодня многие ваши сверстники предпочитают пользоваться изобретениями других людей. Как получилось, что вы сами решили двигать технический процесс?

– С детства меня увлекало всё, что связано с авиацией. Мама увлечение поддерживала, покупала книги о знаменитых советских авиастроителях. Став старше, я сам находил в Интернете документальные фильмы по этой тематике. Думаю, это был главный фактор, который зародил интерес к изобретательской деятельности.

Потом в школе мне предложили пойти заниматься в «Кванториум Бор» по направлению «Аэроквантум». Здесь начал изучать авиамоделирование, основы радиоэлектроники и схемотехники, программирование микроконтроллеров, а также прикладное применение беспилотных летательных аппаратов.

Не скрою, было сложно. Речь всё же шла об освоении высоких технологий. Помог наставник. Причём принципиально важно: он не делал что-то за меня, а учил всё делать самостоятельно. Этот навык очень помог в дальнейшей работе.

– Ваше первое серьёзное изобретение связано с беспилотниками?

– Сегодня существует реальная экологическая проблема – периодические возгорания на полигонах твёрдых бытовых отходов. Горит так называемое геологическое тело полигона, состоящее в том числе из отходов. Под руководством наставника Константина Абрамова я создал дрон, способный летать над телом полигона и отслеживать выброс газов, способных привести к возгоранию и дальнейшему загрязнению окружающей среды.

Основная функция квадрокоптера – перевозить специальный газоанализирующий модуль. Модуль как раз фиксирует содержание в воздухе того или иного газа, в том числе превышение допустимых его концентраций.

К началу реализации проекта аналогов нашему газодрону не было. Знаю, что сейчас крупные компании тоже занялись этой темой, и подобные разработки появились. Но я считаю, что наш проект всё равно может конкурировать с другими инженерными решениями в плане производительности и длительности полётов.

– Опытная модель газодрона уже есть?

– Опытная модель есть, но она пока на стадии доработки.

– А первые испытания прошли? Иначе как понять, что разработка эффективна?

– Сейчас любые полёты беспилотных летательных аппаратов над полигонами твёрдых бытовых отходов запрещены. Добиться разрешения для испытания нашей модели крайне сложно.

Но наш газодрон прошёл так называемые тепличные испытания. В борском технопарке есть специальная зона, где можно проверить лётную готовность квадрокоптеров.
Газоанализирующий модуль тоже был испытан. Например, мы распрыскивали рядом с ним разные газы и отслеживали способность модуля их улавливать.

Кроме того, разработка участвовала в различных конференциях и конкурсах, её высоко оценили эксперты: преподаватели Московского авиационного института, ведущие инженеры Государственного космического научно-производственного центра имени М.В. Хруничева.

В дальнейшем планирую сделать корпус газодрона более защищённым от воды и механических воздействий.

– Павел Владимирович, расскажите, как вы пришли в науку. Многие решают, что хотели бы заниматься наукой, ещё в студенчестве. Вы такое решение приняли только после защиты кандидатской диссертации. Почему?

– Я родился в Горьком, но, поскольку отец был военным, окончил сельскую школу в Белгородской области. Тем не менее, поступать решил на первый набор по специальности «Фундаментальная радиофизика и физическая электроника» на радиофизический факультет нижегородского госуниверситета. Поступил. Мои однокурсники – сплошь победители олимпиад разных уровней. Первые годы банально пришлось догонять их по уровню знаний.

Потом вместе с теми самыми ребятами-олимпиадниками с курса я попал на практику в отдел радиофизических методов в медицине Института прикладной физики РАН и постепенно втянулся в научную работу по пассивной акустической термометрии. После защиты кандидатской диссертации решил, что мне интересно заниматься оптоакустикой – областью научных знаний, охватывающей эффекты возбуждения и регистрации лазерного ультразвука.

Поскольку клиническая оптоакустическая ангиография была для института новым направлением, пришлось искать ресурсы на необходимые оборудование и материалы для работы. Так появилась некая научная самостоятельность, правда и ответственности стало больше.

- В вашей лаборатории был разработан первый в России оптоакустический микроскоп для клинической ангиографии. В чём его уникальность?

– Темой оптоакустических ангиографов в мире много где занимаются. Наша главная инновация – сверхширокополосная ультразвуковая антенна, делающая прибор пригодным для визуализации кровеносных сосудов – от крупных магистральных до самых мелких. Внутри ангиографа также есть зелёный лазер, короткими импульсами он разогревает ткани человека, вызывая микроскопические колебания в сосудах. Ультразвуковая антенна улавливает их и помогает формировать ангиографические изображения внутренней структуры кровеносных сосудов с точностью до 30 микрон. Это в несколько раз тоньше человеческого волоса.

В нашей статье, опубликованной в 2024 году в журнале Pho-toacoustics, мы вместе с ПИМУ показали: ангиографический прибор может диагностировать посттромботические изменения сосудов, часто сопровождающие коронавирусные инфекции. Исследования, полученные при помощи оптоакустического ангиографа, могут быть необходимы для более точной диагностики и других ангиопатий (это поражения кровеносных сосудов при различных заболеваниях. – Ред.).

Разработкой оптоакустических ангиографов сегодня активно занимаются в США, Германии, Японии и Китае. Но если мы говорим про наши ультразвуковые антенны, то пока что они лучше зарубежных по ширине полосы и интегральной чувствительности.

– Оптоакустический ангиограф апробирован на пациентах?

– Да. На мой взгляд, следующим шагом испытаний должно стать изучение сосудистой реакции на лечение. Так, существует обширный набор лекарственных мазей, но как они работают внутри мелких сосудов человека, в принципе неизвестно. Наш ангиограф позволит узнать, действует ли на микрососудистом уровне мазь, скажем, через полчаса после нанесения. В перспективе это позволит выбрать для конкретного пациента лечение, которое подходит именно ему.

- Павел Алексеевич, энергию ветра люди приручили давно. В чём суть ваших научных исследований?

- В современной науке очень перспективны исследования альтернативных источников энергии. Люди давно используют механическую силу ветра: мельницы, паруса и так далее. Известны и системы, преобразующие ветер в электричество. Речь о ветрогенераторах в полях - это такие огромные «вентиляторы» на мачтах.
Но с ними есть проблемы. Под такие ветрогенераторы нужны огромные площади, и размешать их надо, как правило, вдали от городов, а потом энергоресурс транспортировать в мегаполисы.

Но! В современных больших городах активно развивается высотное строительство и мачты у нас, по сути, уже есть.
Почему бы на них не разместить ветрогенераторы? Тогда энергию ветра можно использовать для питания здания. Более того, в отличие от мачты в поле, здания имеют большие поверхности. Их, как в случае с парусом, можно использовать, чтобы контакт воздуха и турбины ветрогенератора увеличить.

Как это сделать? Например, интегрировать ветрогенератор не на крышу того же небоскрёба, а непосредственно в его конструкцию. Но у здания должна быть форма, способная как воронка захватывать в себя больше воздушных масс.

Сейчас мы экспериментируем, какие формы сооружений как будут влиять на перераспределение воздушных потоков. Здесь натыкаемся на парадокс. Как инженеры мы хотим, с одной стороны, уменьшить взаимодействие здания с ветром, а с другой – захватываемость воздушных масс надо увеличить.

Тут на первый план выходит гидрогазодинамика. Чтобы добиться результата, мы пытаемся увеличить обтекаемость форм здания. Воздух захватывается сооружением, но как бы проскальзывает сквозь него. То есть нагрузка идёт непосредственно на генератор, а не на конструкции здания. Вот такую сложную задачу решаем.

Примеры небоскрёбов-ветрогенераторов в мире есть. Это башня Перл-Ривер в деловом центре китайского города Гуанчжоу. Там ветрогенератор с вертикальной осью вмонтирован в само сооружение. Другой пример - комплекс Всемирного торгового центра в Бахрейне, где между башнями-близнецами расположены специальные мосты, на которых установлены флюгерные ветряки.

Но это единичный опыт.

- Но противники альтернативных видов энергии говорят, что скорость ветра не везде позволяет ветрогенераторам полноценно работать…

- В России ветрогенераторы не особо прижились, поскольку существует определённая скорость ветра, и ничего ты с ней не сделаешь. А мы как раз хотим сделать конструкцию здания, способную эту скорость многократно нарастить за счёт увеличения захватываемости воздушных масс.

- Какой же формы должен быть небоскрёб-ветрогенератор?

- Пока мы определились, что в случае с комплексом зданий с мостами, как в Бахрейне, они должны быть треугольной формы и располагаться углами друг к другу. Сейчас исследуем, какой угол должен быть между самими зданиями.
Хочу сказать, что исследования у нас более комплексные. Например, колебания ветрогенератора переходят на конструкции здания, и этот процесс влияет на людей, находящихся в нём. Влияние надо оценить, колебания - рассчитать… Как и в любой научной задаче, итогового результата тут нет, мы постоянно будем двигаться дальше, отвечая на всё новые и новые вызовы.