Технические науки
2794

Наука — это красиво

Наука — это красиво

На площадке ИНТЦ «Валдай» прошла всероссийская научно-практическая конференция «Связь времён и технологий». Участниками стали российские и иностранные эксперты, сотрудники центров и лабораторий, представители научного и музейного сообществ, исследователи-практики в области естественных и технических наук из более чем десяти российских регионов и Республики Беларусь. Ещё одним событием конференции стало открытие фотовыставок по юбилейным материалам Курчатовского института «Наука — это красиво».

Наука – это красиво

На выставке «Наука – это красиво» были представлены фотографии физических и химических объектов и структур, кристаллов и природных материалов, зафиксированных с помощью научных приборов. Это процесс термоядерного синтеза внутри раскалённой плазмы, кристаллы белков, выращенные в условиях невесомости на Международной космической станции, колония цианобактерий с поверхности озера Байкал и многое другое. Все снимки с изображениями объектов научных исследований были сделаны сотрудниками Курчатовского института в лабораториях.

Выставка «Коды Курчатова» познакомила зрителей с историей Лаборатории № 2, из которой вырос институт, её главными достижениями и научными победами, а также с биографиями академиков Игоря Курчатова и Анатолия Александрова, 120-летия которых отмечаются в этом году. Посетители могли узнать, как рождалась традиция «быть первыми для страны и мира», как создавались мирный атом и советский атомный флот, что такое мегаустановки и зачем Курчатов и Александров спасали генетику.

Рост организма регулируют гормоны. Стимуляцию роста вызывает соматотропин, а тормозит его другой гормон — соматостатин. Он же подавляет выработку инсулина и гормонов желудочно-кишечного тракта. Учёным удалось синтезировать аналоги соматостатина — на снимке один из них. Эти вещества используются в гастроэнтерологии при лечении разных заболеваний, в том числе онкологических.

Температура в ядре нашего Солнца — сто миллионов градусов. Только при таких условиях в недрах звёзд возможен термоядерный синтез. На Земле материалов, которые могли бы выдержать такую температуру, не существует. Но в специальных установках, токамаках, горячая плазма удерживается с помощью магнитных полей от контакта со стенками — и сжимается. Так создаются нужные условия для термоядерной реакции.

Бактерии Rhodococcus rhodochrous умеют создавать сырьё для полимеров, которые нужны в самых разных отраслях: в фармацевтике и нефтяной промышленности, при очистке сточных вод и даже для изготовления контактных линз. Бактерии синтезируют вещества, необходимые для создания полимера, причём делают это эффективнее и экологически чище, чем промышленность, которая обходится без микробов.

Обычно слово «белок» ассоциируется с яичницей или, например, стейком. Но если выделить белок в чистом виде, из него можно вырастить кристаллы — совсем как из горного хрусталя или соли. Такие кристаллы нужны для определения молекулярной структуры белка: просвечивая кристалл рентгеновскими лучами, можно узнать устройство молекул с точностью до атома.

Таинственное голубое свечение исходит от топливных сборок ядерного реактора, погружённых в бассейн с водой. Это излучение Вавилова — Черенкова. Оно названо именами советских учёных, открывших этот эффект. Реактор, расположенный в Гатчине, — один из самых мощных в мире. Но он предназначен не для выработки электроэнергии, а для получения мощного потока нейтронов. Нейтронное излучение используется для научных исследований — в ядерной физике, физике элементарных частиц, радиобиологии.

Меч не для простолюдина

На конференции ученые и реставраторы поделились своим опытом ведения раскопок, изучения и сохранения находок с помощью IT. Например, в лабораториях Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» изучается античный корабль, найденный у берегов Фанагории. Предположительно, он затонул в 63 году до нашей эры и является самым древним военным судном, найденным у берегов России.

В некоторых случаях только лабораторные исследования позволяют оценить внешний вид и статус предмета, а значит, и понять исторический контекст.

— На очень небольшом селище мы находим металлическую болванку – навершие рукояти меча, — рассказал вице-президент РАН, директор Института археологии РАН Николай Макаров. — Казалось бы, предмет неинтересен. Но исследование в лаборатории Курчатовского института, применение современных методов синхронной и нейтронной визуализации, рентгенофлуоресцентное картирование участков поверхности показывает, что это на самом деле очень высокохудожественное изделие. Вся поверхность предмета была покрыта орнаментом из серебряной и медной проволоки, которая создавала эффект полихромности. Данная вещь не могла принадлежать бедному человеку. Это, в свою очередь, даёт нам понять, что в таких сёлах жили не только простолюдины, но и знать.

Методы консервации дерева

Благодаря технологиям на новый уровень выходит работа реставраторов. Так, сотрудники лаборатории BIM-технологий НовГУ создают цифровые модели древних храмов. Это объединяет два стратегических проекта НовГУ по программе «Приоритет 2030»: «Интеллектуальная электроника — Валдай» и «Университет как генератор культурной идентичности».

— Как правило, у древних сооружений не сохранилось никакой проектной документации, — пояснил проректор по научной работе НовГУ Андрей Ефременков. — Поэтому решения о том, как их оптимально реставрировать, принимает сам реставратор. Наши разработки позволяют фиксировать историю реставрационных действий, что облегчает, удешевляет и оптимизирует по времени последующие работы. Кроме того, на основе таких параметрических моделей можно делать очень красивые 3D-визуализации, которые могут быть использованы в туристическом бизнесе.

Также на конференции предложили новое направление сотрудничества РАН, Курчатовского института и НовГУ – разработку методов сохранения крупных деревянных построек, обнаруженных археологами.

— Деревянное зодчество – одна из величайших традиционных ценностей России, часть строительной народной культуры, — отметил Николай Макаров. — Мы сильно продвинулись в компьютерной визуализации, но задача сохранения таких объектов ещё не решена. Лучшее, что могут вместе сделать историки, археологи и специалисты технических наук – разработать недорогие быстрые методы консервации археологического дерева, которые смогут дать представление о том, как выглядели эти постройки, сделать их доступными. Это локальная, но очень важная для нашей культуры задача.

Восстановить атомный реактор

Сегодня в состав НИЦ «Курчатовский институт» входят более 20 крупнейших научных институтов. Они работают по 11 направлениям: ядерная физика, информационные технологии, микроэлектроника, химия, сельское хозяйство и другие. Это связано с глобальной задачей института – сформировать технологическую базу новой экономики и обеспечить опережающее технологическое развитие страны.

Одно из направлений работы института – энергетика, в том числе альтернативная.

— Использовать можно любые источники энергии – солнце, ветер, гейзеры, — пояснил президент Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук. — Мы можем, например, накрыть малонаселённую территорию Якутии солнечными батареями и снабжать себя электричеством за счёт их использования. Но глобальная энергосистема может работать либо на углеводородах, либо на гидроэнергии, либо на атомной. Более того, атомная энергетика – самая экологически чистая, мы постоянно её совершенствуем. Мы создали и внедрили технологию восстановительного отжига. Она позволяет полностью восстановить корпус АЭС, разрушающийся за годы работы под действием облучения. Недавно мы впервые в мире таким образом восстановили реактор большой мощности, 1000 мегаватт.

По данным Росатома, только одна такая установка позволяет экономить 164 миллиарда рублей в год.

Организаторами конференции стали Курчатовский институт, НовГУ, Российская национальная библиотека, Новгородский государственный музей-заповедник. О проведении такого мероприятия именно в Великом Новгороде договорились глава региона Андрей Никитин и Президент НИЦ «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук во время рабочей встречи летом 2023 года.

Фото: Михаил Лебедев, Андрей Циликов, Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»