В уходящем году Вести.Ru не раз рассказывали об исследованиях и разработках российских учёных. Мы отобрали десять самых ярких достижений, которыми соотечественники порадовали нас в 2020 году. По ссылкам читатель найдёт подробный рассказ о каждом прорыве.
Наука против коронавируса: вакцины и тесты
Пандемия COVID-19, безусловно, стала самым значительным событием уходящего года. Учёные всего мира включились в борьбу с этой напастью. И российские исследователи внесли в эту работу весьма заметный вклад.
Российские специалисты разработали тесты, выявляющие коронавирус. Средства для обнаружения патогена были созданы сотрудниками компании «Система-Биотех», Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» и других учреждений.
Кроме того, российские учёные разработали три варианта вакцины от коронавируса. Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи создал препарат «Спутник V», который уже применяется для массовой вакцинации населения. Недавно начались пострегистрационные испытания вакцины «ЭпиВакКорона», разработанной в центре «Вектор». Также тестируется препарат, созданный Федеральным научным центром исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М. П. Чумакова РАН.
Ключ к патогену
Вакцина – хорошее решение для тех, кто ещё не заболел, но заболевшим нужны лекарства. Однако разработка и испытание нового противовирусного препарата – сложное и долгое предприятие. Гораздо легче переориентировать на новую цель имеющиеся на рынке медикаменты, ведь их безопасность уже доказана.
Учёные из Высшей школы экономики и Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН разработали метод, который позволяет понять, будет ли известное лекарство эффективно против нового патогена.
Новый алгоритм «докинга по поверхности» позволяет рассчитать на суперкомпьютере, остановит ли действующее вещество препарата размножение вируса. Этот метод надёжнее существующих аналогов. Он уже применяется для отбора лекарств, предположительно эффективных против коронавируса SARS-CoV-2.
Опознать врага
Пандемия заставила многих из нас задуматься о воздухе, которым мы дышим. Нет ли в нём опасных вирусов или бактерий?
Специалисты Национального исследовательского ядерного университета МИФИ создали устройство, мгновенно обнаруживающее в воздухе опасные патогены. Детектор «Триггер-БИО» работает в реальном времени и обнаруживает вирусы и микробы, даже если их концентрация составляет 10–20 частиц на литр воздуха. При этом система весит всего пять килограммов.
Новинка уже испытана в лаборатории, разработчики приступают к её опытной эксплуатации.
Нейрочат для парализованных
Список прорывов в медицинских исследованиях не ограничивается борьбой с пандемией. Так, специалисты из нескольких научных центров России разработали систему «Нейрочат».
Беспроводное устройство в виде шапочки считывает с кожи головы электрические поля, порождённые активностью мозга. Компьютер расшифровывает их и распознаёт команды пользователя. В результате парализованный человек может управлять бытовыми приборами и гаджетами, в том числе набирать текст и отправлять сообщения.
Облегчающей жизнь новинкой обеспечены уже более 500 человек.
Внедрение в мозг
Иногда человеку с травмой или заболеванием нервной системы может помочь имплантат, который берёт на себя часть её функций. Например, он может заменить собой повреждённый участок спинного мозга, проводя сигнал от головного мозга к конечностям и обратно.
Такие устройства нужно индивидуально подбирать для каждого пациента, а это долго и дорого. Однако технология NeuroPrint, созданная российскими учёными в соавторстве с иностранными коллегами, может всё изменить.
«Нейропринт» – это система, позволяющая поставить производство нейропротезов на поток. Врач или нейробиолог выбирает параметры устройства, а затем это техническое задание превращается в команды для 3D-принтера. Всё создание имплантата от выбора дизайна до изготовления занимает всего сутки.
Устройства, созданные по новой технологии, уже доказали свою эффективность в испытаниях на животных.
Спасение для женщин
Любую болезнь легче предотвратить, чем вылечить, особенно если это рак. И в 2020 году российские учёные создали новый метод диагностики и лечения предраковых состояний шейки матки.
Его суть в том, что раковые клетки более активно накапливают определённые вещества, чем здоровые. Некоторые из этих соединений светятся под действием лазерного луча. Это позволяет диагностировать предраковые состояния без биопсии. Другие вещества под действием лазерного излучения разрушают клетки, в которых они накопились. Таким путём можно уничтожать раковые клетки, пока они не образовали опухоль.
Метод уже испытан на женщинах с лейкоплакией и дисплазией шейки матки. У всех пациенток раковые клетки были успешно уничтожены.
Заглянуть в реактор
Жизнь и здоровье людей сохраняет не только медицина, но и меры безопасности, в том числе ядерной. И здесь тоже есть хорошие новости. Физики из МИФИ создали детектор нейтрино РЭД-100.
Нейтрино – это всепроникающие частицы. Они образуются в любом ядерном реакторе и с лёгкостью проходят через все слои защиты. Задержать их поток нельзя. Поэтому и скрыть информацию, которую несут с собой нейтрино, невозможно.
Детектор РЭД-100 позволяет проанализировать исходящие из реактора частицы и определить, что за реакции там происходят. В частности, прибор может засечь наработку оружейного плутония. Благодаря сравнительно небольшой массе и компактным размерам установку можно смонтировать на автомобиле. Такая машина могла бы собрать информацию о реакторе, находясь за многие километры от него.
На сегодняшний день устройство испытано в лаборатории. В 2021 году планируется пробное зондирование реактора Калининской АЭС в Тверской области.
Привет от чёрных дыр
Нейтрино рождаются не только на Земле, но и в космосе. Среди всех нейтрино, приходящих с просторов Вселенной, особенно выделяются частицы сверхвысоких энергий. Астрономам долго не хватало фактов, чтобы установить их происхождение.
В 2020 году исследователи выяснили, что таинственные высокоэнергичные нейтрино рождаются в окрестностях сверхмассивных чёрных дыр. Этот факт доказали разными способами две независимые научные группы. Одна из них полностью состоит из российских учёных, в другой российские специалисты работали в соавторстве с иностранными коллегами.
Рентген для Вселенной
Говоря об астрономических открытиях, невозможно не упомянуть результаты российско-германской орбитальной обсерватории «Спектр-РГ».
Так, в 2020 году российский рентгеновский телескоп ART-XC на борту «Спектра-РГ» составил первую подробную карту неба в жёстких рентгеновских лучах. А недавно российские и германские астрономы, работающие с данными обсерватории, обнаружили в Галактике огромные пузыри. Есть на счету «Спектра-РГ» и другие волнующие открытия.
Полёт без сопротивления
Астрономы считают небо своей вотчиной, но авиаторы могли бы с этим поспорить. Недавно российская компания «СуперОкс» разработала авиадвигатель, не имеющий аналогов в мире.
Это платформа, объединяющая электродвигатель, кабель и токоограничивающее устройство. Все три агрегата созданы на основе специальных материалов, которые становятся сверхпроводящими при температуре -201 °C. Система охлаждается жидким азотом, и её электрическое сопротивление становится равным нулю. А значит, не происходит потерь энергии в проводах.
Прототип нового двигателя уже испытан на земле. На 2021 год планируются его испытания в воздухе на борту летающей лаборатории.