<< Пред. стр. 3 (из 7) След. >>
Список литературы по разделу
Разработаны новые способы перемещения механических систем по плоскости. Рассматриваемые системы лишены колес или ног и состоят из нескольких тел, соединенных друг с другом цилиндрическими или призматическими шарнирами, в которых помещены актюаторы. Исследованы различные варианты движения многозвенных систем по плоскости при наличии трения, найдены оптимальные параметры и режимы перемещения. Получен патент на транспортное средство нового типа.
Одномерная модель трения Кулона обобщена на двумерный случай посредством интегрирования по круговой площадке контакта. Предложено в качестве двумерной модели трения брать первое приближение Паде-разложения точного интегрального представления для силы и момента трения. Показана ограниченность неголономных постановок задач при рассмотрении качения твердых тел по шероховатому основанию. (ИПМех РАН)
Разработан новый метод инструментального исследования слухового анализатора, основанный на измерении погрешности решения испытуемым задачи управления высотой тональных звуков, которая определяется пространственным положением груза, удерживаемого рукой испытуемого. Данные о средних значениях и флуктуациях частоты тональных звуков позволяют построить сенсорную шкалу их восприятия в диапазоне до 6 октав. (ИПФ РАН)
Исследованы структурные изменения в одиночных клетках скелетных мышц методом рентгеновской дифракции. Рост напряжения, развиваемого клеткой в ответ на скачок температуры, сопровождается ростом числа миозиновых головок, стереоспецифически связанных с актином. Связывание миозиновых головок с актином ведет к растяжению и кручению актиновой спирали. Построена математическая модель процесса. (ИМех МГУ, ИГЭГМ УрО РАН, Имперский колледж Лондонского университета)
Разработаны сетчатые композитные спицы крупногабаритной космической антенны для нового космического телескопа (ЦНИИ СМ, НПО ПМ им. М.Ф. Решетнёва)
Разработана технология изготовления из композитных материалов основных элементов подвижного состава монорельсовой транспортной системы на участке от станции метро "ВДНХ" до станции "Тимирязевская", а также всех основных конструктивных элементов автономного мобильного ветроэнергетического комплекса "Жаворонок" мощностью 30кВт. (ФГУП "МИТ", ЦНИИ СМ)
Проблемы управления
Исследован новый класс задач оптимального управления для систем, подверженных неконтролируемым ограниченным возмущениям. Предполагается, что возмущения обусловлены погрешностью реализации управляющих воздействий, а их интенсивность возрастает с увеличением интенсивности управления. Получено точное решение минимаксной задачи оптимального управления. Найденное решение может применяться для аппроксимации других минимаксных задач и используется для тестирования вычислительных методов. (ИПМех РАН)
Завершен цикл поисковых исследований по созданию микромеханического гироскопа для систем управления движением. Показаны преимущества гироскопа ротационного типа, разработаны его математическая модель и конструкция. Испытания экспериментальных образцов дали хорошее совпадение параметров резонансных характеристик гироскопа и модели. Разработана и освоена технология изготовления микроэлектромеханической части прибора. Выполненные исследования открывают возможность разработки и производства микромеханических гироскопов различного назначения. (ГНЦ ЦНИИ "Электроприбор", ИПМех РАН)
Получен ряд важных результатов по общей теории систем управления: разработаны качественные методы изучения систем с распределенными параметрами, позволяющие определить класс нелинейных обратных связей, гарантирующих причинность и устойчивость замкнутой системы управления; предложен новый подход к анализу и синтезу линейных регуляторов, основанный на достаточных условиях устойчивости; исследованы вопросы подавления ограниченных внешних возмущений и оптимального оценивания состояний; построены эффективные алгоритмы управления, минимизирующие анизотропную норму замкнутой системы, которые занимают промежуточное место между калмановскими и алгоритмами H?-теории робастного управления.
Разработаны качественные методы изучения причинности и устойчивости систем с распределенными параметрами. Получены достаточные условия причинности и устойчивости, позволяющее определить класс нелинейных обратных связей, для которых гарантирована причинность и устойчивость замкнутой системы управления; для раздельного управления получена классификация видов обратной связи, для которых может быть обеспечена причинность и устойчивость замкнутой системы.
Предложена каноническая модель системы многоэкспертного наблюдения, позволяющая проводить операции формального описания, моделирования и
макетирования интеллектуализированных информационно-управляющих комплексов разной прикладной ориентации с использованием фундаментальных принципов системного анализа, декомпозиции и привлечением методов информатики, поддерживающих эмпирическое исследование управляемых объектов на базе организации хранения и обработки больших объемов фактической информации. (ИПУ РАН)
Разработаны методы и алгоритмы обнаружения человека и его персональной идентификации по его биотермическим данным. Разработана подсистема обнаружения человека и его головы в заданном контролируемом пространстве на основе метода дифференциальных ортофотоизображений. Разработана методика выделения лица и определения его пространственной ориентации. Разработаны и реализованы методы распознавания человека по изображению лица. Созданы программный комплекс и текстовый процессор как инструментарий для разработки методов и алгоритмов идентификации личности по речи. Реализованы технологии спектрального и вейвлет-анализа для получения индивидуального отпечатка головы.
Разработана оригинальная методика использования генетических алгоритмов для автоматизированного конструирования модульных процедур обнаружения и идентификации объектов на изображениях. Предложенная методика отличается тем, что элементарные решающие процедуры основываются на выбранных признаках и реализуют комбинации заданных базовых алгоритмов, признаки автоматически конструируются по наборам эталонных изображений, процесс выбора признаков основывается на применении теории генетических алгоритмов, а критерии отбора объединяют точностные, вероятностные и временные показатели решающей процедуры. (ГНЦ ГосНИИАС)
Разработаны основы теории и инструментарий для решения проблемы междисциплинарной интеграции знаний при исследовании сложных объектов на компьютерных моделях, открывающих новые возможности сокращения времени конструирования компьютерных моделей и повышения степени их адекватности. Использование онтологического анализа в качестве единой методологической основы обработки информации позволило осуществить эффективную поддержку всех логически обусловленных фаз процесса моделирования, включая свойственные каждой фазе механизмы интеграции знаний, предложить средства ведения альтернативных и эволюционных исследований на моделях. (ИПУСС РАН)
Разработаны теоретические основы и инструментальные средства для построения открытых мультиагентных систем с применением концепции, обеспечивающей автоматическую идентификацию и реконфигурацию при изменениях во внешней среде. Применение разработанных методов и средств в промышленной логистике, коммерции и других приложениях позволило существенно повысить оперативность обработки информации в процессе принятия решений.
Для систем с широтно-импульсным управлением на основе метода векторных функций Ляпунова получены конструктивные условия диссипативности, явно выраженные через параметры системы. Разработаны алгоритмы вычисления строгих количественных оценок предельного множества, области притяжения и времени достижения требуемого уровня точности, доведенные до формул, применимых в инженерной практике, и кроме того учитывающие нелинейности и погрешности измерителей, исполнительных органов, модуляционной характеристики, формы импульсов и неопределенности внешних воздействий. Выполнены приложения к исследованию режимов реактивного успокоения космических аппаратов (типа спутников связи). (ИДСТУ СО РАН)
Для некоторых классов систем, описываемых векторными обыкновенными дифференциальными уравнениями, была исследована задача "компенсации" возмущений с помощью законов управления по принципу обратной связи. В отличие
от ранее известных методов решения подобных задач была создана принципиально новая методика. В её основе лежит разработанный в рамках теории позиционных дифференциальных игр принцип экстремального прицеливания Н.Н. Красовского и теория динамической реконструкции, восходящая к работам Ю.С. Осипова. Идеи последней теории использовались для того, чтобы идентифицировать в "реальном времени" (с небольшим запаздыванием) вход, а затем, выбором управления, компенсировать его воздействие. Таким образом, были построены регуляторы с обратной связью, способные по ходу функционирования системы адаптироваться к действительному входу. (ИММ УрО РАН)
Разработаны дистанционные методы и геоинформационная технология экологического мониторинга водоохранных зон водохранилищ питьевого водоснабжения и выявления структурно-тектонических факторов при геологических изысканиях по материалам космической съемки. (НГИЦ РАН).
На основе вновь разработанных моделей акустических трехмерных полей для малоапертурных высокочастотных и низкочастотных преобразователей создана томографическая аппаратура для контроля сварных швов. Разработка полностью закончена и готова к практическому использованию (МНПО "Спектр").
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ И НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ
?Академик-секретарь Отделения академик Кабанов В.А.?
Химическое строение.
Кинетика и механизм химических реакций
Методом спектроскопии двойного электрон-ядерного резонанса (ДЭЯР) обнаружен новый эффект, наблюдаемый в спектрах переходных состояний донор-акцепторных радикальных пар со спиновой корреляцией в фотосинтетических реакционных центрах, который проявляется при регистрации ДЭЯР в сверхвысоких полях с высоким спектральным разрешением и ориентационной селективностью и состоит в усилении отдельных линий, регистрируемых в специфической форме производной. Таким образом, спектроскопия ДЭЯР дает уникальную возможность изучения путей электронного транспорта в природных и искусственных фотосинтетических ансамблях. ( ИХФ РАН)
Впервые зарегистрирована хемилюминесценция в реакциях ионов металлов первого ряда переходных элементов в растворе. Измерены важнейшие характеристики хемилюминесценции - кинетика, квантовый выход, спектры. Выделен люминесцирующий продукт реакции, анализ которого методом оптической эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой показывает, что в его составе на два атома меди приходится один атом йода, и это, по-видимому, кластерное соединение. (ИБХФ РАН)
Предложена методика определения скоростей мономолекулярных процессов в рекомбинирующих ион-радикальных парах. Показано, что трансформация одного из партнеров пары эффективно "переключает" спиновую динамику системы, регистрируемую по спектрам MARY. Результаты важны для измерения скоростей быстрых превращений ион-радикалов в растворах. (ИХКГ СО РАН, МТЦ СО РАН)
Обнаружена способность ионов циклопропилдиазония проявлять свойства как алифатических, так и ароматических диазосоединений: вступать в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения с непредельными соединениями и реакции азосочетания с ароматическими соединениями и активированными СН-кислотами. При этом впервые осуществлен перехват нестабильных диазоциклопропана и циклопропилдиазония в условиях прямого нитрозирования циклопропиламина алкилнитритами. На основе проведенных исследований разработаны методы получения трудно синтезируемых другими способами циклопропилазоаренов и функциональнозамещенных N-циклопропилгидразонов. (ИОХ РАН)
Найдено необычное направление реакции циклоприсоединения азидопиримидинов к фуллерену С60, приводящее в образованию нового класса органофуллеренов - фуллереноимидазопиримидинам, являющихся более сильными электроноакцепторами, чем фуллерен. Синтез этих соединений открывает путь к донорно-акцепторным диадам, перспективным для создания фотогальванических ячеек, систем искусственного фотосинтеза и других молекулярных приборов, в основе которых лежат переносы электронов. (ИОФХ КазНЦ)
Впервые найдены условия для многофотонной ионизации ферроцена, никелоцена и бис(бензол)хрома, охлажденных в сверхзвуковой струе, наносекундными лазерными импульсами перестраиваемой частоты, что открывает возможность применения методов современной лазерной спектроскопии для исследования сэндвичевых металлоорганических соединений. (ИМХ РАН)
Впервые установлена связь между колебательными процессами в камере сгорания химического реактора на базе жидкостного ракетного двигателя и эффективностью протекающих в реакторе химических процессов. Показано, что при неизменных средних значениях давления и температуры в случае реализации колебательных процессов, приводящих к крупномасштабной турбулентности, конверсия не превышает 0,99999, тогда как при мелкомасштабной турбулентности конверсия достигает 0,999999. Установленная закономерность, имеющая важное фундаментальное значение, использована для разработки технологии уничтожения токсичных соединений и проверена на имитаторах фосфорорганических ОВ. (ИНХС РАН)
Горение и взрыв
В условиях многократного ударно-волнового нагружения до давлений ~160 ГПа впервые проведены измерения электропроводности водородно-гелиевой смеси, соответствующей составу внешних слоев атмосферы Юпитера. Показано, что переход в проводящее состояние атмосферы Юпитера происходит при давлениях 25-50 ГПа, что в несколько раз ниже ранее предполагавшихся значений давления. При этом значение проводимости при максимальном сжатии оказалось равным 300 (0м ? см)-1, что существенно ниже проводимости чистого водорода при тех же условиях. Полученные данные послужат основой создания новой модели атмосферы Юпитера. (ИПХФ РАН)
С целью замены запрещенных Монреальской конвенцией фреонов проведен систематический поиск эффективных пламегасителей на основе фосфорсодержащих соединений. Установлено, что органические фосфаты, фосфонаты, фосфиты, в том числе их фторированные производные, а также некоторые неорганические фосфорсодержащие соединения имеют мольную тушащую эффективность в 3-5 раз выше по сравнению с CF3Br. выбраны и рекомендованы для дальнейших крупномасштабных испытаний наиболее перспективные пламегасители. (ИХКГ СО РАН)
Предложен новый подход к генерации мощных ударных и акустических волн путем закономерно распределенных в пространстве изделий из высокоэнергетических материалов. Разработана физико-математическая модель процесса, а также программа расчета поля давления внутри и вне зоны распределения изделий. Показано, что воздействие распределенных изделий на поверхность в 4-6 раз эффективнее унитарных. (ИПХЭТ СО РАН)
Разработан метод синтеза новых пластификаторов для композиционных материалов на основе 2-замещенных М-нитроксазолидинов. Показано, что они являются более эффективными пластификаторами нитроцеллюлозы, чем нитроглицерин, и могут быть использованы для создания высокоэнергетических композиций, температуры горения которых ниже на 100-200° К, чем у штатных составов. (ИОХ РАН совместно с РХТУ)
Выполнены исследования в области разработки новых связующих для энергетических композитов. Осуществлен синтез новых полиуретановых термоэластопластов. (ИПХФ РАН)
Катализ
Разработан новый метод синтеза наноразмерных цеолитных кристаллов, основанный на использовании остаточной химической активности алюмооксидных носителей. Метод резко сокращает время синтеза и позволяет получать катализаторы на основе наращенных на внешнюю поверхность наноразмерных цеолитных и цеолитоподобных пористых кристаллических материалов различного химического состава и морфологии. Синтезированные наносистемы проявляют на порядок большую активность и селективность по сравнению с цеолитами, имеющими микронные размеры. Созданные катализаторы испытаны в тестовых реакциях конверсии метанола в углеводороды. (ОИК СО РАН)
Разработаны эффективные каталитические системы металл/цеолит для одностадийного синтеза из ацетона и водорода метилизобутилкетона (МИБК), производимого в настоящее время в три стадии. В результате подбора соответствующих цеолитных компонентов и переходных металлов. оптимизированы кислотно-основные и гидрирующие свойства созданных катализаторов, что обеспечивает высокий выход МИБК и селективность его образования в мягких условиях, предотвращает образование продуктов уплотнения и приводит к высокой стабильности металл-цеолитных катализаторов. (ИОХ РАН)
На основе цвиттер-ионных и неионных каликс[4]резорцинаренов с аминометильными, фосфонатными или трис(гидроксиметил)- метиламидными функциональными группами, поверхностно-активных веществ и лантана (III), созданы новые супрамолекулярные каталитические системы, в которых самопроизвольно формируются наноразмерные агрегаты (2-33 нм), проявляющие уникальную связывающую способность по отношению к эфирам кислот фосфора и эффективно катализирующие их гидролиз в мягких условиях и при низких концентрациях компонентов, обнаруживая субстратную селективность. (ИОФХ КазНЦ РАН)
Использование методов ВЭЖХ и изотопной масс-спектрометрии в сочетании с рутинными энзимологическими методиками привело к обнаружению магнитного изотопного эффекта в реакции фермента с ингибитором. Различия в поведении ферментов, содержащих магнитные и немагнитные соединения ртути, являются следствием быстрой конверсии спина в ион-радикальной паре в результате взаимодействия магнитного момента ядра с магнитным моментом электрона. Обнаруженный феномен послужил основой для стратегии дальнейшей работы с целью выявления субмолекулярных механизмов спин-селективности ферментативного катализа. (ИХФ РАН)
С целью поиска новых подходов к получению важного сырья для органического и нефтехимического синтеза разрабатывается способ окислительной конверсии метана в синтез-газ и легкие углеводороды с использованием мембранно-каталитического модуля. Обнаружено, что селективность окислительной конверсии метана резко возрастает при осуществлении процесса в фильтрационном режиме. (ИНХС РАН)
Фото- и электрохимия
Исследованы оптические и магнитные свойства супрамолекулярных комплексов полиметиновых и краун-содержащих красителей, циклодекстринов с парамагнитными органическим стабильными радикалами и ароматическими соединениями. Из супрамолекулярных комплексов созданы супрамолекулярные наноразмерные кристаллы и изучены их линейные и нелинейные оптические и магнитные свойства. Эти материалы могут быть использованы для преобразования фемтосекундного лазерного излучения в континуум (белый свет) и создания электролюминесцентных светодиодов. Для супрамолекулярных комплексов циклодекстринов с люминесцирующими и парамагнитными зондами обнаружена способность к инициированной химическими соединениями кристаллизации комплексов в нанокристаллы, причем оптические и магнитные свойства комплексов и нанокристаллов отличаются друг от друга. Это явление будет использовано для создания высокочувствительных сенсоров на соединения, инициирующие кристаллизацию. (ЦФ РАН)
Исследован электрохимический импеданс никель-кадмиевых аккумуляторов, характерной особенностью которых является практическое отсутствие наклона разрядной кривой, что существенно осложняет проведение неразрушающего контроля их состояния традиционным методом. Установлена корреляция между значением мнимой части импеданса при низкой частоте (10 -3 Гц) и степенью заряженности никель-кадмиевых аккумуляторов. При этом изменение заряда аккумуляторов от 0 до 100% приводит к увеличению информационного параметра в 2 раза.
С помощью флуктуационно-диссипативного анализа показано, что шумовая температура, характеризующая флуктуации заряда в двойном электрическом слое, существенно зависит от величины постоянного тока. Тем самым поставлено под сомнение одно из основных положений современной теории электрохимических реакций о том, что прохождение постоянного электрического тока не нарушает равновесного характера флуктуаций в двойном электрическом слое. В итоге поставлен принципиальной важности вопрос о создании флуктуационно-согласованной теории скоростей электрохимических реакций. (ИЭЛ РАН)
Высокомолекулярные соединения
На основе фундаментальных представлений о механизме контролируемой анионной полимеризации при использовании разработанных способов модификации активных центров нетрадиционными электронодонорными и электроноакцепторными комплексантами разработан новый подход к направленному синтезу амфифильных диблок-сополимеров с варьируемой природой гидрофильного и гидрофобного компонентов и гибридных полимеров сложного строения, включающих фуллерен С60 в качестве высокосимметричного архитектурного элемента. (ИВС РАН)
Показано, что по мере увеличения степени наполнения пластичного полимера частицами резины, дважды происходит изменение механизма деформирования наполненного композита: сначала от распространения шейки к хрупкому разрушению и далее - к макрооднородному пластическому течению. Охрупчивание композита при повышенных степенях наполнения отсутствует, если в полимере не образуется шейка. Однородность пластического течения при деформировании для таких степеней наполнения наблюдается лишь на макроуровне, в то время как на микроуровне пластическое течение локализовано в полосах, инициированных полосами сдвига в матрице. Результаты работы являются основой для создания нового типа композиционных полимерных материалов. (ИСПМ РАН)
Систематические исследования по синтезу кремнийсодержащих полинорборненов как мембранных материалов с целью определения оптимального дизайна их структуры позволили получить новый полимер с повышенной газопроницаемостью и селективностью. Впервые синтезирован мономер - 5,6-бис(триметилсилил)норборнен, и проведена его полимеризация по схеме метатезиса. Полученный полимер сочетает рекордно высокую проницаемость и селективность газоразделения и является редким примером благоприятного сочетания высоких значений этих параметров, необходимых для эффективного газоразделения. (ИНХС РАН)
Синтезированы полигидроксильные производные карбосилановых дендримеров - молекулярные дифильные структуры типа "ядро-оболочка". Большой интерес, проявляемый к подобным системам, связан с возможностью их использования в качестве "молекулярных контейнеров". Разработанные системы обладают всеми необходимыми элементами для адресной доставки действующего начала в заданную область исследуемого объекта и являются хорошей основой для создания новых сенсорных устройств, каталитических составов и биомедицинских препаратов. (ИСПМ РАН)
Разработан простой способ получения силикон-гидрогелевых бифазных полимерных материалов и реализована технология реакционного формования, основанные на синтезе последовательных взаимопроникающих молекулярных сеток. Созданный материал обладает уникальным набором свойств, необходимых для получения мягких контактных линз длительного ношения. Проведены успешные медико-биологические исследования материала и изделий. (ОИК СО РАН, СПбФ ИК СО РАН)
Разработан метод получения нанокомпозитов на базе полиэтилена и слоистых силикатов, основанный на интеркаляционной полимеризации этилена. Расслоение частиц силиката на единичные слои нанотолщины происходит непосредственно в синтезируемой полимерной матрице. Для активации слоистых силикатов применены катализаторы циглеровского типа и металлоценовые катализаторы. Полученные наноматериалы характеризуются резким улучшением барьерных свойств по сравнению с чистой полиэтиленовой матрицей. (ИХФ РАН)
Радиационной матричной газофазной сополимеризацией на вытянутых полиамидных пленках получены полимерные полупроводники принципиально новой структуры. В их проводящих цепях фрагменты с сопряженными связями в заданном подложкой порядке чередуются с металлическими кластерами. Электропроводность образцов составляет величину порядка 10-2 (ом.см)-1 и возрастает при нагревании, их прочность соответствует прочности полиамидной пленки. Новые материалы найдут широкое применение в различных областях современной техники, в частности для создания дешевых солнечных батарей больших размеров. (ИНЭОС РАН, ИЭЛ РАН)
Синтетическая органическая и элементоорганическая химия
Разработаны оригинальные методы конструирования азабициклодекадиенов и азаспироалкенов, основанные на двух последовательных процессах: восстановительном аллилборировании пиридинов, изохинолинов и лактамов, приводящем к диаллилированным азотным гетероциклам, и внутримолекулярном метатезисе, катализируемом рутениевым катализатором типа Граббса. Полученные би- и трициклические системы представляют собой основной структурный элемент ряда важных алкалоидов, в частности цефалотаксина, обладающего выраженной антилейкемийной активностью. (ИНЭОС РАН)
Открыт новый метод получения дибензолванадия реакцией дииодида диспрозия и ванадоцена в бензоле, принципиальной особенностью которого является проведение реакции в отсутствие сольватирующих растворителей или добавок, что открывает возможности для получения комплексов лантаноидов, свободных от координационно связанных молекул растворителя. Показана возможность применения указанных дииодидов для синтеза бис(ареновых) комплексов d-переходных металлов. (ИМХ РАН)
Создана новая серия бидентатных и монодентатных лигандов с хиральным атомом фосфора и(или) хиральными центрами в аминных фрагментах, комплексы которых с палладием катализируют ряд превращений дифенилпропенилацетата с высокими химическими выходами и энантиоселективностью (до 95-97%). (ИНЭОС РАН)
Впервые реализовано высокоэффективное присоединение первичных и вторичных фосфинов к цианацетиленам, протекающее в мягких условиях со 100-процентной стереоселективностью и полной утилизацией исходных реагентов (количественных выход). Экспериментально (ЭПР УФ) доказан одноэлектронный канал в реакции первичных фосфинов с фенилцианацетилентом. Реакция открывает простой путь к новым семействам функциональных винилфосфинов с различными реакционноспособными группами и широким диапазоном гидрофобного и
гидрофильного баланса - соединениям, необходимым для направленного синтеза металлокомплексных катализаторов и материалов, используемых в технологиях. (ИрИХ СО РАН)
Разработан новый синтетический путь к производным порфирина. Предложена методика одностадийной функционализации порфирина гетероциклами по арильным заместителям, находящимся в мезо-положениях. Получены порфирины, содержащие один или четыре гетероциклических фрагмента, которые представляют интерес как реагенты для фотодинамической терапии онкологических заболеваний, катализаторы или молекулярные сенсоры. (ИОС УрО РАН)
Открыт новый способ восстановления нитронилнитроксилов в мягких условиях, позволяющий получать ранее недоступные иминонитроксильные радикалы, а также продукты их более глубокого восстановления. Разработаны методы синтеза широкого круга азолов и спин-меченых амидов на основе 2-имидазолинового нитроксила. Продемонстрирована перспективность этих соединений в качестве предшественников для синтеза более сложных нитроксильных радикалов. Результаты важны для создания молекулярных магнетиков. (МТЦ СО РАН)
Разработан новый синтез трифторметилкарбоната и трифторпропилен-
гликоля, исходя из промышленно доступной окиси гексафторпропилена. Полученные соединения представляют собой ценные вещества для полимерной химии и производства литиевых аккумуляторов нового поколения. Метод может быть масштабирован для промышленного применения. (ИФАВ РАН)
Впервые осуществлена реструктуризация скелета С7-С8-секопродуктов дитерпеновых алкалоидов путем восстановительного сочетания дикарбонильного производного с использованием в качестве восстановительного агента йодистого самария, что имеет важное значение для целенаправленного изменения функционального состава дитерпеновых алкалоидов без разрушения основного скелета молекулы. (ИОХ УНЦ РАН)
Впервые осуществлена прямая N-гетероциклизация краун-эфиров, что может иметь значение как для получения новых биологически активных соединений, так и для проведения исследований в области супрамолекулярной химии. (ИТХ УрО РАН)
В продолжение компьютерного моделирования ADMET (absorption, distribution, metabolism, excretion, toxicity) свойств изучена взаимосвязь биодоступности лекарств как глобального параметра с их молекулярной структурой. Для ЭВМ "БИОДОСТ" разработана программа для расчета биодоступности (например, лекарств) на уровне категорий (хорошая, средняя или слабая) на основе данных по биодоступности родственных веществ. Получено свидетельство о регистрации программы. (ИФАВ РАН)
Коллоидная химия и физико-химическая механика
Развита современная теория течения структурированных дисперсных систем, на основе которой впервые установлен неоднородный характер разрушения структуры в потоке. В отличие от общепринятых представлений показано, что реализуемая псевдотекучесть отличается на несколько порядков от истинной текучести, достигаемой при полном изотропном разрушении структуры. Показано, что это является результатом проявления физико-химической неоднородности поверхности частиц и эффекта специфической "динамической памяти" частиц. (ИФХ РАН)
Разработан новый подход к теории уравнения состояния монослоя, основанный на рассмотрении исключенной площади, которую создает в монослое локализованная молекула, как зону, недоступную для центров подвижных молекул. Предложенный подход позволяет генерировать уравнения состояния, удовлетворяющие любым наложенным условиям. (СПбГУ)
Разработан метод получения дисперсий наночастиц серебра в растворах полимеров, при котором в процессе старения дисперсий реализуется антиоствальдовский механизм их созревания. Из синтезированных дисперсий сформированы металлполимерные нанокомпозиты, которые обладают необычными электронными свойствами и могут быть использованы в качестве различного рода датчиков и сенсоров. (ИФХ РАН)
Разработаны методы получения и изучены свойства новых форм криогелей из растворов полимеров с верхней критической температурой растворения на основе поливинилового спирта с добавками электролитов. Разработанные криогели перспективны для создания противофильтрационных завес в гидротехнических сооружениях, расположенных в районах Севера и вечной мерзлоты. (ИХН СО РАН)
Предложены новые методы диагностики неупругого деформирования, основанные на сжатии расходящимися сферическими ударными волнами и на предварительном боковом сжатии образцов. Впервые показано, что существуют высокотвердые хрупкие керамические материалы, ударное сжатие которых происходит пластическим образом, а не растрескиванием, как считалось ранее. Проведенные эксперименты позволили впервые определить условия перехода от хрупкого к пластическому деформированию для керамической окиси алюминия. Результаты исследований могут иметь значение для проектирования и оптимизации керамической брони. (ИПХФ РАН)
Радиохимия
Показано, что трибутилфосфат (ТБФ), насыщенный HNO3, растворяет твёрдый диоксид урана - основу облучённого ядерного топлива (ОЯТ). Это позволяет заменить стадии растворения ОЯТ в азотной кислоте и последующей экстракции U и Pu, на одну операцию - растворение ОЯТ в TБФ-HNO3, что уменьшит количество водных и органических токсичных высокорадиоактивных отходов. (ГЕОХИ РАН)
Разработаны методы синтеза неизвестных ранее кристаллических соединений актинидов с различными лигандами. Выделено более 40 соединений нептуния, плутония, америция, изучены их структура и спектроскопические характеристики. Полученные данные существенно расширяют научные представления о свойствах радиоактивных элементов конца Периодической системы Д.И.Менделеева. (ИФХ РАН)
Разработан новый эффективный способ разделения америция и кюрия с использованием центробежной хроматографии. Изучено влияние гидродинамических и конструктивных параметров планетарной центрифуги на эффективность разделения Am(III) и Cm(III) и показано, что увеличение длины колонки и уменьшение скорости прокачивания подвижной фазы приводит к повышению фактора удерживания неподвижной фазы в колонке и улучшает разрешение кривых элюирования Am(III) и Cm(III). Выбраны оптимальные условия разделения Am(III) и Cm(III) методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой в системе раствор диамида в тетрапропане - HNO3 .
Для отверждения высокосолевых радиоактивных жидких отходов, накопленных на радиохимических предприятиях, перерабатывающих облученное ядерное топливо, предложена связанная магнийфосфатная керамика MgKPO4 · 6H2O. Определены оптимальные параметры формирования керамики в зависимости от качества и соотношения реагентов, составляющих ее основу, и дополнительных компонентов, повышающих качество образующейся керамики. (ГЕОХИ РАН)
Биохимическая физика. Медицинская химия
Создана установка, в которой используются принципы ближнепольной оптической микроскопии и фемтосекундные лазерные импульсы света, что позволяет получать оптические изображения с пространственным разрешением 50 нм. С помощью этой установки получены первые изображения липофусциновой гранулы из пигментного эпителия глаза человека. Исследования показали, что сама гранула является неоднородной с точки зрения материала, рельефа поверхности и флуоресцирующих и поглощающих центров. Полученные данные открывают путь к пониманию механизмов фотоповреждения зрительных клеток сетчатки. В перспективе возможно будет проводить идентифицикацию различных флуорофоров в грануле и разрушать токсичные флуорофоры с нанометровым пространственным разрешением фемтосекундными импульсами. (ИХФ РАН, ИБХФ РАН)
Синтезированы и исследованы новые перспективные противоопухолевые агенты - доноры монооксида азота. Выявлена их способность замедлять развитие лекарственной резистентности опухолей и повышать чувствительность злокачественных опухолей к традиционным противоопухолевым препаратам, что позволяет уменьшать концентрации последних и снижать вероятность побочных эффектов. Установлена значительная антиметастатическая активность новых доноров монооксида азота. Показана зависимость этого эффекта от изменений активного транспорта ионов Ca2+ в клетках, что может рассматриваться как один из механизмов антиметастатической активности NO-доноров. (ИПХФ РАН)
Синтезированы полиядерные нитроксильные радикалы, имеющие планарное строение и положительный заряд в алифатической цепи. Экспериментально доказано, что новые полиядерные нитроксилы (производные бензоиндолпирролина) являются интеркаляторами ДНК. Методом ЭПР определены константы связывания с ДНК новых противоопухолевых препаратов. В лабораторных условиях наработаны партии стабильных нитроксильных радикалов, которые с успехом применяются в производстве магнитометров с динамической поляризацией ядер, широко используемых в геологоразведке. (ИБХФ РАН)
С целью поиска новых противовирусных веществ и средств диагностики вирусных инфекций осуществлен синтез водорастворимых функциональных полимеров различного химического строения, а также их комплексов с поверхностно-активными веществами (ПАВ) и исследовано взаимодействие с различными вирусами. Электронномикроскопическое исследование позволило выявить сильное вирулицидное действие полимерных комплексов катионных ПАВ, обусловленное разрушением наружной оболочки вирусов. Обнаружено повышенное сродство вирусных частиц к положительно заряженным полимерам, что позволило усовершенствовать электронномикроскопическую диагностику вирусных гастроэнтеритов и повысить ее эффективность в 3 раза. (ИВС РАН, НИИ гриппа РАМН)
Cинтезированы новые производные бетулоновой кислоты, содержащие у атома С-28 фрагменты аминокислот или их метиловых эфиров, а также C-30-аминопроизводные. Установлено, что пептиды бетулоновой кислоты являются активными ингибиторами ВИЧ-инфекции, обеспечивающими 90-процентное ингибирование вируса в наномолярных концентрациях, что на порядок ниже, чем азидотимидином. Синтезированные соединения эффективно защищают клетки от вирус-индуцированного цитопатического действия. Ряд амидов и пептидов бетулоновой кислоты обладают также антигерпетической (на уровне ацикловира) и иммуностимулирующей активностью. Новые амиды бетулоновой кислоты перспективны для использования в полихимиотерапии онкологических заболеваний (НИОХ СО РАН, ГНЦ ВБ "Вектор")
Установлена полная структура липополисахарида возбудителя бубонной чумы - бактерии Yersinia pestis. Выявлены особенности строения олигосахарида кора и липидного компонента - липида А, связанные с биологическими свойствами липополисахарида, позволяющими микроорганизму преодолевать защитные механизмы как холоднокровных животных (насекомых - переносчиков инфекции), так и теплокровных млекопитающих (грызунов и человека). (ИОХ РАН совместно с ГНЦ прикладной микробиологии, Исследовательским центром Борстеля, Германия, Гарвардской медицинской школой, США)
С целью выяснения механизма действия препарата Димебон (для лечения болезни Альцгеймера) проведено детальное исследование его влияния на ряд ключевых мишеней в центральной нервной системе и проницаемость особых митохондриальных пор. Установлено, что механизм действия нового нейропротекторного препарата Димебон заключается в ингибировании: Са2+-каналов, токсического действия ?-амилоидного пептида, ацетилхолин- и бутирилхолинэстераз, особых митохондриальных пор, а также в блокировании АМРА-рецептора и полиаминного сайта NMDA-рецептора. (ИФАВ РАН)
Закончен важный этап в изучении механизмов, лежащих в основе развития болезни Альцгеймера. Выявлены нарушения в регуляторных клеточных системах, которые могут быть ответственны за гибель нейронов, дефицит холинергической системы и накопление ?-амилоида. Показано, что гибридные молекулы антиоксидантов, содержащие фрагменты, ответственные как за антиоксидантные свойства, так и за антихолинэстеразное действие и структурные изменения в мембранах, являются перспективными биологически активными веществами для лечения болезни Альцгеймера. (ИБХФ РАН)
С помощью световой микроскопии подтверждено, что успешная пересадка кожного лоскута возможна только у мышей с одинаковым метаболическим статусом, оцениваемым по разработанному в Центре универсальному критерию. Установлено, что степень поражения печени и липидного обмена у крыс при химически индуцированном циррозе находится в прямой зависимости от фенотипа NAT2. Животные с фенотипом быстрого NAT2 имеют более глубокие и специфические нарушения биохимических и гистологических показателей крови и печени.Выявлена высокая эффективность производных адамантана при облитерирующем эндартериите и химически индуцированном гепатите. (ЦТПФХФ РАН)
Аналитическая химия
Созданы новые методы определения металлов платиновой группы. Разработаны методики потенциостатического кулонометрического определения иридия и рутения в технологических материалах, включающие синтез электрохимически активной формы под действием микроволнового излучения. Предложен высокопроизводительный метод совместного определения микроколичеств платины и палладия в водных средах, основанный на использовании проточно-инжекционного анализа. Получены тест-средства для экспрессного определения палладия в различных объектах. Разработан сорбционно-рентгено-флуоресцентный метод определения концентраций золота и платины в растворах сложного состава. (ИОНХ РАН, МГУ)
Предложен новый подход к фракционированию различных по подвижности и биологической доступности форм элементов в почвах. Твердый измельченный образец удерживается во вращающейся спиральной колонке под действием центробежных сил при прокачивании через нее водных растворов солей и комплексообразующих реагентов, необходимых для последовательного выщелачивания различных форм элементов. Степень извлечения тяжелых металлов и мышьяка выше, чем в случае обычно применяемого экстрагирования в статическом режиме. (ГЕОХИ РАН)
Получены реагенты и разработаны методики иммунохимического определения пестицидов разных классов в концентрациях до 0,1 нг/мл, что соответствует международным нормам экологического мониторинга. Методы эффективны для контроля загрязнения пестицидами питьевой воды и природных водоемов. (ИНБИ РАН)
Разработана система аналитического обеспечения производства монокристаллов ортогерманата висмута (BGO), обладающих рекордными оптическими и сцинтилляционными характеристиками. Система включает определение до 50 элементов-примесей в диапазоне концентраций 10-4 - 10-6 % масс. методами атомно-эмиссионной спектрометрии и лазерной масс-спектрометрии в исходных, промежуточных и конечных продуктах и прецизионное определение германия и висмута в отходах. (ИНХ СО РАН)
Предложена методика определения кислорода и углерода в широком классе твердых высокочистых веществ, в том числе в стеклах систем AsSe, AsS и изотопнообогащенном кремнии на тандемном лазерном масс-рефлектроне. Методика включает предварительную и в ходе анализа очистку поверхности пробы излучением лазера с модулированной добротностью. Предел обнаружения кислорода и углерода составил 7-10-7% масс., что соответствует лучшим результатам активационных методов анализа. (ИХВВ РАН)
Неорганическая химия
Разработаны методы синтеза борсодержащих биологически-активных соединений на основе замещенных производных клозоборатных анионов и липидоподобных транспортных групп, таких как диалкилглицерины и высшие жирные спирты, для целей нейтроно-захватной терапии. Показано, что нуклеофильное замещение водорода в анионе В10Н102- имеет ярко выраженный региоселективный характер, присущий пространственно-ароматическим системам. (ИОНХ РАН)
Изучена структура, термические свойства, тепловое расширение и электрическая проводимость твердых растворов La1/3Sr2/3Fe1-y/3Cry/3O3-? (y = 0, 0.3, 0.6, 1.0) при температурах 750-950?C в интервале давлений кислорода от 10-22 до 0.5 атм. Обнаружено наличие инвариантного состава (y=1), сохраняющего орторомбическую Pbnm симметрию элементарной ячейки при изменении содержания кислорода и имеющего повышенную проводимость по ионам кислорода (?0.2 S/см при 950?C). (ИХТТ УрО РАН)
Установлено существование и определены энтальпии образования в газовой фазе молибдатов и вольфраматов хрома CrXO4 (X=Mo,W;n=3-5), марганца MnXO4 (X= Mo,W; n=3,4), ниобатов, фосфатов и титаната марганца MnXO4 (X= Nb, P;n=2,3), MnTiO3, ниобата, танталата CrNbO3, CrTaO3 и фосфатов хрома (CrPO4, CrPO3), хроматов бария (BaCrО2, BaCrO3), а также солей железа: молибдата FeMoO4,вольфрамата FeWO4 и фосфатов (FePO, FePO3). (ИХС РАН)
Изучено извлечение радионуклидов и РЗЭ из растворов переработки перовскитового концентрата с использованием трибутилфосфата (ТБФ), октанола и ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК). Экстракционная очистка от тория протекает удовлетворительно с применением ТБФ, насыщенного HCl, и наиболее полно - с Д2ЭГФК. Для извлечения железа предпочтительно использовать октанол, более устойчивый в кислых средах, чем ТБФ. Достигнуто высокое извлечение Th и РЗЭ в осадки - более 99,4 и 99,9% соответственно. Содержание ThО2 в фильтрате ?1 мг/л, что удовлетворяет требованиям санитарных норм на сброс производственных стоков в канализацию. (ИХТРЭМС КНЦ РАН)
В гидротермальных условиях синтезированы нанотубулярные гидросиликаты изоморфного ряда Mg2Si2O5(OH)4- NiSi2O5(OH)4 имеющие структуру хризотила. Показано, что даже небольшое количество никеля в структуре нанотрубок существенно меняет их диаметр и длину. (ИХС РАН)
Совместно с Университетом Версаля (Франция) разработана методика направленного синтеза кластерных соединений нанометровых размеров, содержащих десятки атомов металла. Осуществлен синтез поли-оксотиометаллатного комплекса состава [{Mo3S4(H2O)5}4(?-SiW10O36)4]16-. Методами рентгеноструктурного анализа установлено, что анионный кластер в диметиламмонийной соли имеет размеры 3,0 нм и уникальную циклическую порфириноподобную структуру. Синтезированные соединения перспективны для создания селективных нанореакторов. (ИНХ СО РАН)
Изучены внутренние движения, фазовые переходы и ионная проводимость ряда комплексных фторидов циркония, гафния и сурьмы (III) с гомо- и гетероатомными катионами. Показано, что полиморфные превращения в большинстве соединений сопровождаются переходом кристалла в суперионное состояние, а высокая ионная (суперионная) проводимость обусловлена трансляционной диффузией ионов фтора и катионов аммония, таллия и, возможно, щелочных металлов. (ИХ ДВО РАН)
Химическая термодинамика и термохимия
Определена абсолютная энтропия и другие термодинамические характеристики аморфных металлических сплавов, сформулированы новые термодинамические условия перехода жидких сплавов в аморфное состояние. Установлено, что остаточная при 0 К энтропия аморфных сплавов находится в пределах от 0 до 2,7 Дж/моль.К и следовательно по уровню упорядоченности аморфное состояние сопоставимо с кристаллическим и что к нему применимо третье начало термодинамики. Условия, определяющие переход жидких металлических сплавов в аморфное состояние контролируются двумя термодинамическими функциями - конфигурационными энтропией и теплоемкостью расплава, которые в свою очередь зависят от ковалентной составляющей химической связи. (ИОНХ РАН, ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИЧЕРМЕТ, МГИСиС)
Методами прецизионной адиабатической вакуумной и динамической калориметрии, а также калориметрии сжигания получен комплекс фундаментальных термодинамических характеристик сложных классов органических, металлоорганических и полимерных соединений, фуллеренов и фуллеренсодержащих материалов. Полученные результаты вошли в банки данных по термодинамическим свойствам и термодинамическим параметрам. (ИПФХ РАН, ИНЭОС РАН, ИСПМ РАН, ИМХ РАН, МГУ, РХТУ, ННГУ)
Проведены экспериментальные и теоретические исследования термодинамических свойств, супрамолекулярной структуры и физико-химических свойств растворов, флюидных систем, растворов ПАВ, жидких кристаллов, неоднородных полимерных гелей, магнитных жидкостей; разработан метод построения атомных моделей ионных жидкостей. Развит молекулярно-статистический подход для описания жидких кристаллов. Разработан новый подход к уравнению состояния и сформулирована общая теория уравнения состояния трехмерных и двумерных систем. Предложена схема разложения свободной энергии ассоциации протеинов. (ИХР РАН, СПб. ГУ, МГУ, МГИСиС)
Развиты методы неравновесной термодинамики для описания течения газа в наноразмерных капиллярах, исследованы особенности нестационарного и стационарного массопереноса через первапорационные мембраны, макрокинетики экзо- и эндотермических процессов. В приближении идеальных газов выведены уравнения согласованного изменения температуры и давления в равновесном адиабатическом процессе, в котором обратимая газофазная химическая реакция протекает в сопряжении с механической работой расширения газов. (ИФХ РАН, МИФИ, МГУ)
Проведены масс-спектральные и термохимически исследования термодинамики диссоциации и испарения сложных оксидных и солевых систем, образования природных
минералов: мусковита, поллуцита и брюстерита. Развиты методы построения Р-Т-х диаграмм. (ИОНХ РАН, ГЕОХИ РАН, ИМЕТ РАН, МГУ)
Физико-химические основы металлургических процессов
На основании анализа дифракционных данных и результатов компьютерного моделирования впервые выявлен универсальный характер некристаллической симметрии преимущественно пятого порядка в металлических расплавах и метастабильных аморфных и наноразмерных фазах, что развивает представления о строении неупорядоченных металлических систем и позволяет управлять структурой новых металлических материалов при их создании. (ИМЕТ УрО РАН).
В рамках модели ассоциированного раствора рассчитаны термодинамические свойства тройных расплавов Fe-Si-Al по данным о граничных бинарных системах. Наблюдающиеся закономерности изменения свойств объяснены конкуренцией атомов кремния и алюминия за атомы железа в процессе образования кластеров FexSiy и FexAly. Показано, что в расплавах Fe-Si-Al всего концентрационного диапазона наблюдаются отрицательные отклонения от закона Рауля, усиливающиеся при приближении к расплавам граничной системы Fe-Si. (ИМЕТ РАН)
Разработаны новые методики, алгоритмы и компьютерные программы численного термодинамического моделирования процессов охлаждения и кристаллизации сплавов на основе железа. Программы учитывают теплофизические, диффузионные и химические процессы, позволяют рассматривать различные геометрические образы объектов и учитывать разные граничные условия. Моделирование процессов охлаждения и затвердевания проведено для отливок, слитков в изложнице, непрерывнолитых плоских заготовок в тонких сечениях и каплеобразных объектов. (ИМЕТ УрО РАН)
Впервые экспериментально обнаружены структурные переходы в расплавах меди (1170°С) и кобальта (1595°С), сопровождаемые изменением их кристаллизационной способности и аномальным поведением вязкости. По данным спектрально-корреляционного анализа показано, что временная зависимость вязкости в области структурных превращений имеет колебательный характер, обусловленный осциллирующими релаксационными процессами в неравновесных расплавах и проявлением шумоиндуцированных переходов в метастабильной области вблизи критических температур. (ФТИ УрО РАН)
Выполнены расчеты кинетики рекомбинации атомов кислорода в термической кислородной плазме и кислородной плазме с примесью атомов водорода при снижении температуры с различной скоростью на основе механизма,
включающего в себя 45 реакций между компонентами. Определена оптимальная скорость охлаждения, позволяющая достигнуть значительных отклонений от равновесного содержания атомарного кислорода. Оценены условия образования заметных количеств озона и пероксида. (ИМЕТ РАН)
Конструкционные материалы для термоядерных реакторов
Разработана сталь Cr-W-V базовой композиции бейнитового класса для корпусов энергетических, водяных реакторов, характеризующаяся минимально возможным содержанием высокоактивируемых примесных элементов (Ni, Mo, Nb, Co, Cu ) и вредных примесей ( P, S). Сталь обеспечивает в 100 раз более низкий уровень наведенной активности при 40-летней выдержке после вывода из эксплуатации реактора по сравнению с используемой в настоящее время. (ФГУП ЦНИИ "Прометей")
Впервые в мировой практике проведена выплавка крупнотоннажного слитка массой 52 т, изготовление обечаек с толщиной стенок 170 и 375 мм, предварительная (противо-флакетная), основная и дополнительная термические обработки малоактивируемой стали 15 Х2В2ФА-А. (ФГУП ЦНИИ "Прометей", ОАО "Ижорские заводы")
Проведены исследования ферритно-мартенситной хромистой жаропрочной стали с быстрым спадом наведенной активности типа ЭК-181, ЭК-182 для изготовления тест-модуля международного реактора ИТЭР. Сталь ЭК-182 испытана на длительную прочность и ползучесть (до 20000 час) при 650 и 700оС. Проведены реакторные (в БОР-60) испытания образцов стали ЭК-181 при температуре 320-345оС и повреждающей дозе 6 - 8,2 сна. Предложен режим термической обработки, который в 1,5 - 2 раза увеличивает сопротивление низкотемпературному радиационному облучению изделий из данной стали. (ФГУП ВНИИНМ)
Новые конструкционные материалы
Проведены исследования по оптимизации химического состава и технологических регламентов производства массовых видов проката из конструкционных низко-легированных сталей. Установлено, что повышенная и высокая прочность (?Т = 225-700 МПа) и хладостойкость (до -60°С) и улучшенная свариваемость проката из этих сталей достигается выплавкой с применением ковшевой металлургии в комплексных агрегатах с рафинированием и модифицированием жидкого металла, что обеспечивает высокую чистоту стали по вредным примесям (S, Р и др.). Последующие нормализация, термическое улучшение и термомеханическая обработка по разным режимам, способствуют измельчению зерна. (ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИ "Прометей", ФГУП "ЦНИИЧЕРМЕТ", ОАО "Уральский институт металлов", ГУП "ЦНИИСК")
С помощью дифференциального баротермического и других методов физико-химического анализа исследовано влияние давления на характеристические температуры и структурные составляющие ряда жаропрочных сплавов. В частности, определены параметры барометрической обработки материала турбинных лопаток, что позволило увеличить срок службы этих изделий более чем в три раза, не менее 12000 часов. ( ИПК РАН)
Путем механической обработки в планетарных мельницах-активаторах получены пересыщенные твердые растворы в несмешиваемых металлических системах. В системе Fe-Bi механохимически созданы структурно новые композиты, представляющие собой нанокристаллиты железа с поверхностной фазой в виде тонкого эпитаксиального слоя легкоплавкого компонента. Разработанные нанокомпозиты перспективны для создания и стабилизации чрезвычайно больших поверхностей у активных металлов и могут использоваться в разработке металлических цементов, скелетных катализаторов, а также в водородной энергетике. (ИХТТМ СО РАН)
Предложена модель атомно-кристаллической структуры бета-тантала, обнаруженной при нанесении покрытий электролитическим осаждением и магнетронным распылением. Установлено, что бета-тантал принадлежит к классу структур Франк-Касперовского типа, но отличается наличием кластеров с более короткими расстояниями между атомами тантала по сравнению с обычными кристаллами. Модель применена при разработке технологии нанесения покрытий нанометровой толщины на подложки из тантала. (ИМЕТ РАН)
Методом силового СВС-компактирования синтезированы однородные и градиентные высокоплотные жаро- и коррозионностойкие композиты нового типа на основе интерметаллида Nb3Al с металлическими добавками. Метод позволяет получать материалы с заданными электрофизическими свойствами и высокой механической прочностью. ( ИСМАН)
Керамические и другие неметаллические материалы
Исследованы основные закономерности и механизмы формирования пространственных структур керамических материалов. На примере рутила впервые обнаружено и исследовано влияние кривизны поверхности окисляемой преформы и ее массы на скорость и количество образующегося продукта, что открывает возможности управления процессами окислительного конструирования тонкостенной керамики. (ИПК РАН)
Методом пирогидролитического синтеза из растворов нитратов получены наноструктурированные оксидные пленки системы SnO2-In2O3-CdO на керамических подложках из Al2O3, ZrO2, CеO2.. Показано, что резистивные сенсоры на основе SnO2 чувствительны к парциальному давлению кислорода и могут использоваться для экологической экспертизы различных производств. Оксидные пленки на основе CdO обладают низким электрическим сопротивлением и могут быть предложены в качестве электродов для твердых электролитов на основе ZrO2 и HfО2.(ИХС РАН)
Методом СВС синтезированы термо- и коррозионностойкие керамические материалы на основе системы AlN-TiB2, электрофизические свойства которых меняются в зависимости от формы частиц TiB2 и их расположения в матрице AlN от высокоэлектропроводящих до диэлектрических. Теоретическое рассмотрение структуры керамики допускает образование фрактальных структур, в которых даже небольшое количество электропроводящей фазы TiB2, сформированной в виде игл, обеспечивает высокую электропроводность всего материала. (ИСМПМ РАН)
Золь-гель методом получены наноразмерные смешанные ортофосфаты LaxLu1-xPO4. Показано, что изоморфная емкость наноразмерного материала значительно превышает емкость поликристаллических образцов микронного размера.
Методом обратного осаждения при 0оС получены аморфные твердые растворы состава Zr0,965Ce0,035O2 и Hf0,90Ce0,10O2, в ходе термообработки которых до 1200 оС образуются частично стабилизированные нанокристаллические (до 30 нм) порошки. Из нанопорошков твердых растворов Zr(1-x-y)HfxYyO2 (0,05?x?0,15; y=0,08) получены электропроводящие керамические материалы кубической структуры с плотностью близкой к теоретической и размером кристаллов 50-60 нм. (ИХС РАН)
Химия высокочистых веществ
Получены образцы высокочистого поликристаллического кремния-30 с содержанием основного изотопа 99,73%, содержанием газообразующих и электроактивных примесей <1017 и 8·1015 см-3, соответственно. Из полученного поликристаллического кремния впервые выращен бездислокационный монокристалл кремния-30. (ИХВВ РАН, НТЦ "Центробежные технологии" С-Пб., Институт роста кристаллов, Берлин, фирма "Виткон", Йена, Германия)
В интервале 5-300 К измерена теплопроводность высокочистого моноизотопного кремния 28Si (99,98%), которая, в исследованном диапазоне температур, оказалась выше, чем образца природного изотопного состава. При комнатной температуре эффект составляет 10±2%, что согласуется с теоретическими оценками, а в области максимума (26 К) теплопроводность 28Si (99,98%) выше в 7,7 раза теплопроводности природного кремния. (ИХВВ РАН, РНЦ "Курчатовский институт", фирма "Виткон",, Йена, Германия).
На основе высокочистых редкоземельных металлов синтезированы соединения R2Fе14B (R=Y, Gd, Lu). Получены гидриды с содержанием водорода до 2,5 атомов на формульную единицу. Изучено влияние гидрирования на магнитные свойства R2Fе14B. Обнаружено увеличение намагниченности насыщения и магнитного момента при гидрировании. Поле магнитной анизотропии этих соединений при гидрировании уменьшается, а температура Кюри - увеличивается на ?30°С. (ИМЕТ РАН)
Разработана технология очистки исходных солей и получения одно- и двухслойных световодов для волоконной техники на основе высокочистых монокристаллов галогенидов серебра с поглощением n.10-4 см-1. Исследования позволили применять при изготовлении двухслойных волокон разные сочетания кристаллов и получать сердцевину и оболочку с заданной разницей показателей преломления. (ГНЦ Гиредмет).
Выращены кристаллы высокочистых хлорида и бромида серебра (материалов для волоконных световодов), легированных ионами иода и тербия (3+). Методом СВЧ- фотопроводимости изучена кинетика фотохимических процессов, приводящих к формированию кластеров серебра. (ИПТМ РАН, ИПХФ РАН)
Физико-химические основы полупроводникового материаловедения
С целью воссоздания крупномасштабного производства кремния в России проведено изучение реальной структуры монокристаллов, выращенных различными способами, для оптимизации процессов получения и усовершенствования технологии. Методами оптической и просвечивающей микроскопии изучены закономерности дефектообразования в бездислокационных пластинах кремния диаметром 150 мм с разным содержанием кислорода в процессах многоступечатых термообработок, в режиме создания внутреннего геттера. Выявлено влияние легирования азотом на особенности дефектообразования, обусловленного распадом пересыщенного твердого раствора кислорода. (ГНЦ Гиредмет)
Исследование монокристаллов кремния диаметром 160 мм, выращенных методом Чохральского с ориентацией (100) показало, что примесные неоднородсти, проявляющиеся в виде фигур травления с геометрией ориентации шайбы (001) являются источником дислокаций. Микронеоднородности представляют собой частицы As2О5. После термообработки появлялись дефекты, обусловленные распадом пересыщенного твердого раствора кислорода в кремнии (SiO2). Ближе к периферии шайб концентрация дефектов существенно уменьшается, что следует учитывать при создании приборных структур. (ФТИ РАН)
Эксперименты по безтигельной зонной плавке монокристалла антимонида индия, легированного теллуром, в условиях полета искусственного спутника земли типа "Фотон" показали, что процессы тепло- и массопереноса в расплавах при выращивании монокристаллов методами направленной кристаллизации и соответственно микро- и макронеоднородности состава чувствительны к воздействию на расплав постоянных и квазипостоянных сил малой величины, гравитационной или инерциальной природы. Результаты дают основание для постановки работ по изучению влияния малых сил указанной природы на процессы выращивания монокристалов в земных условиях. ( ИМЕТ РАН)
Исследована диаграмма квазибинарного разреза ZnTe - CdTe при изменении состава по металлу. Показано, что граница максимальной растворимости металлов с увеличением содержания цинка сдвигается в сторону теллура. Экспериментально построены р-Т;Т-х;р-х проекции солидуса твердого раствора в области температур 1100 - 1350 К для процесса квазикопгруентной сублимации металл : теллур = 1:1; оценен состав пара. Показано, отсутствие азеотропов в данной системе. Полученные данные дают возможность управлять составом монокристаллов данных твердых растворов, представляющих практический интерес для медицинской томографии. (ИОНХ РАН)
Теоретические основы химической технологии
Неравновесная плазма пониженного давления использована для модифицирования поверхности различных полимерных материалов и изделий. Показано, что гетерогенные реакции, обеспечивающие модифицирование, влияют на состав газовой фазы и возникает обратная связь между химическим составом плазмы и ее физическими свойствами. Исследована динамика процессов установления тока разряда и светимости плазмы в процессах десорбции газа с граничной поверхности. Установлено, что динамическое поведение плазменной системы можно описать с использованием зависимости ее параметров от площади обрабатываемого материала. (ИХР РАН)
Выполнен цикл исследований по математическому моделированию и оптимизации процессов газоразделения методом короткоцикловой адсорбции с периодическим изменением давления. Метод имеет значительные перспективы промышленного использования, в частности, для получения чистого кислорода разделением воздуха или чистого водорода из продуктов каталитической конверсии природного газа. (МГУ)
Разработан метод управления кинетическими и макрокинетическими характеристиками процессов газофазного горения, взрыва и детонации, включая их интенсивность и критические условия возбуждения, с помощью высокоэффективных, коррозионно-безопасных и недорогих ингибиторов и промоторов. Их эффективность регулируется подбором соответствующей функциональной группы в молекуле. Метод апробирован во всех режимах горения и взрыва водородо-воздушных смесей, в том числе в условиях кумуляции. (ИСМАН)
Разработаны научные основы новой технологии ванадиевых катализаторов конверсии сернистого газа на основе экспериментальных данных об элементарных актах образования наноформ поливанадатов щелочных металлов. Исследование процессов зарождения, созревания и роста частиц поливанадатов и их топохимических превращений при термообработке позволили выбрать условия получения катализатора с активностью, намного превышающей современные аналоги того же состава. Это обеспечило повышение конверсии сернистого газа до 70 % при 420оС против 45% у лучших аналогов. (МГУ)
Химические технологии природных и сточных вод
Разработаны новые технологии биологической очистки сточных вод и типы очистных сооружений, способные помимо основных, легкоокисляемых видов загрязнений, эффективно удалять соединения азота и фосфора, нефтепродукты, синтетические ПАВ, хлорорганические, фосфорорганические и другие трудноокисляемые и даже токсичные вещества.
Разработаны методы очистки поверхностного стока, вносящего до 80% в общий баланс загрязнений водоисточников, от органических веществ и соединений азота биосорбцией. Обоснованы приоритетные показатели загрязнений и метод расчета концентраций загрязняющих веществ при определении поверхностного стока на очистку и в водоемы. (ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО)
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
?Академик-секретарь Отделения академик А.И.Григорьев?
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
Проблемы экологии биологических систем.
Проведена комплексная оценка биологического разнообразия Курильского архипелага. Показано, что курильской островной биоте свойственно очень высокое таксономическое разнообразие при невысоком уровне эндемизма, что свидетельствует об относительно недолгом периоде изоляции. (БПИ ДВО РАН, Университет штата Вашингтон, США, Хоккайдский университет, Япония). Создание системы экспертно-прогнозных карт (динамика растительности, параметры биологического круговорота, почвенного покрова) позволило разработать основные положения концепции охраны и рационального использования природных комплексов северо-восточного региона России. (ИБПС ДВО РАН)
На примере крупного региона - Волжского бассейна и его окружения - разработана региональная прогнозная концепция, позволяющая оценить экологические последствия глобального антропогенного потепления. Рассмотрены прогнозные ландшафтно-экологические сценарии ближайшего будущего биосферы, На модельной территории выявлены механизмы предполагаемых изменений в мозаике растительности, почв и самих ландшафтов при различных сценариях климатических изменений за период до середины ХХ1 века. (ИЭВБ РАН)
Установлены закономерности антропогенной трансформации биотических компонентов географических ландшафтов запада таежной зоны России и разработаны основы минимизации ее негативных экологических последствий. (ИЛ КарНЦ РАН)
Для Полярного Урала определены скорости смещения верхней границы леса и изменения площадей различных типов лесотундровых экосистем в связи с изменениями климата за последние 1150 лет.
В монографии "Реализация морфологического разнообразия" изложены итоги многолетних исследований проблемы устойчивого воспроизводства биоразнообразия на популяционном уровне. (ИЭРиЖ УрО РАН)
Для территории Сибири установлена зависимость влагооборота от структуры лесного покрова, его снегоаккумулирующей способности. С учетом зонально-климатических особенностей определены количественные параметры трансформации водного баланса лесных территорий, в том числе динамики стока рек в результате нарушения пространственной структуры лесного покрова. (ИЛ СО РАН)
Прослежена динамика состояния бентосных сообществ Карского, Баренцова и Белого морей на протяжении ХХ столетия. Полученная информация интерпретируется как естественное состояние природной среды, существующее до начала добычи и транспортировки нефти на арктическом шельфе, что в дальнейшем позволит оценить негативные экологические последствия этой деятельности в Арктике. (ММБИ КНЦ РАН)
Проведен анализ изменений в экосистеме Каспийского моря, происходящих в результате усиления антропогенной нагрузки, включая активизацию эксплуатации
морских и прибрежных месторождений углеводородов и появление новых транспортных коридоров. (ПИБР ДагНЦ РАН)
Подведены итоги 10-летнего мониторинга восстановления растительного покрова и почв на нарушенных территориях Усинского месторождения нефти (бассейн нижнего течения р. Колва). Экспериментально установлено положительное значение внесения торфа, который улучшает свойства песчаного субстрата и привносит зачатки растений, впоследствии закрепляющих субстрат. Эффективен посев многолетних трав. (ИБ КомиНЦ УрО РАН).
Изучено влияние ионов тяжелых металлов (меди, кадмия, свинца) на рост, морфогенез и биохимический состав водных растений в диапазоне концентраций 1-1000 мкМ. Выявлено наличие многоуровневой защиты в клетках от токсического воздействия металлов, что имеет большое значение для выживания водных растений при загрязнении водоемов. (ИЭВБ РАН)
В горных тундрах Кольской Субарктики проведено комплексное изучение роли видового состава и структуры растительных сообществ на продукционно-деструкционные и почвообразовательные процессы; разработана схема круговорота углерода во внутригодичных и годичных циклах. (ПАБСИ КНЦ РАН)
Проведен скрининг микрофлоры образцов почвы и стоков промышленных предприятий, загрязненных продуктами химического синтеза. Исследовано разнообразие бактерий, конвертирующих нитрилы карбоновых кислот. В результате селекции получены новые штаммы бактерий - процуцентов нитрилгидратазы и нитрилазы. (ИЭГМ УрО РАН)
Подготовлена и опубликована "Красная книга Мурманской области". (ИППЭС КНЦ РАН)
Изучение, охрана и рациональное использование животного мира.
С использованием микродатчиков проведено крупномасштабное исследование пространственного поведения птиц на миграционных остановках. Показано, что пространственно-временное распределение предпочитаемых кормов является основным фактором, определяющим тип подвижности разных видов воробьиных в пределах района миграционной остановки. Разработана модель, предсказывающая стратегию миграции воробьиных птиц. (ЗИН РАН)
Сформулированы представления о палеогидрографических и эволюционных факторах, обусловивших разнообразие и высокий эндемизм эфиопской ихтиофауны. Установлена общность механизмов симпатрического формообразования в условиях низкого видового разнообразия, свойственного определенным типам озер и рек. Выдвинута концепция паратрического формообразования в условиях обедненности рыбного населения горных водоемов.
Подведены итоги многолетних исследований фауны млекопитающих Вьетнама. Составлен таксономический список видов, оценена роль различных фаунистических элементов, установлены их связь с высотной поясностью и реакции на антропогенный пресс. (ИПЭЭ РАН)
Проанализированы данные, полученные более чем за 100 лет, по пространственно-временной динамике ареалов, экологии гнездования, биоценотических связей и популяционных показателей гусеобразных птиц в восточноевропейских тундрах. Выяснено, что динамика численности птиц обусловлена сукцессиями местообитаний, развивающимися на фоне многовековых и внутривековых колебаний климата в высоких широтах. Выявлены основные места концентрации гнездящихся и мигрирующих птиц. (ИБ КомиНЦ УрО РАН)
Унифицированное изучение тонкого строения волос у 322 видов млекопитающих позволило дать оценку адаптивного и диагностического значения
структур волос, что может служить основой для разработки проблемы эволюции волосяного покрова. (ИПЭЭ РАН)
Разработана филогения эвгленозоев. Доказано, что эвгленовые и кинетопластиды - два самостоятельные типа протистов, не связанные общностью происхождения. (ЗИН РАН)
Составлена обобщающая сводка по морфологии и распространению 550 видов грибных комаров мицетофилин фауны России. Она включает 92 новых для науки вида и 215 видов впервые зарегистрированных на территории нашей страны. (ИПЭЭ РАН)
Исследована фауна огневкообразных Бурятии. Установлено, что на территории региона обитает 184 вида, из которых 10 впервые отмечены для Азиатской части России. Проведен сравнительный анализ списков фаун огневкообразных разных районов Сибири: Западной Сибири, Алтая, Хакасии, Тувы, Восточного Забайкалья, Якутии, Монголии. (ИОЭБ СО РАН)
Изучены основные эакономерности внутрипопуляционных реакций на изменение условий среды и характер антропогенного воздействия у трех видов горных козлов (дагестанский тур, безоаровый козел, сибирский козерог) и пяти подвидов горных баранов. Установлены существенные различия в особенностях использования территорий самками и самцами, обусловленные неодинаковостью их требованиям к условиям среды. (ПИБР ДагНЦ РАН)
Изучение, охрана и рациональное использование растительного мира
Подготовлен к печати ХI том сводки "Флора Восточной Европы", содержащий характеристики 35 семейств высших растений с 204 родами и 980 видами; он завершает 30-летнее изучение этой территории. Продолжена работа по подготовке и публикации "Определителя лишайников России", "Определителя грибов России", многотомной сводки "Растения Центральной Азии" (БИН РАН); завершена "Флора Сибири", подготовлен к печати первый том "Флоры Алтая" (ЦСБС СО РАН). Опубликован первый том "Критического конспекта флоры Кавказа", содержащий полную сводку сосудистых растений от псилотовых до голосеменных с их синонимикой и данными об ареалах, а также ботанико-географическое районирование региона. Итоговым результатом многолетних исследований флоры Вьетнама стали три коллективных монографии, в том числе обзор одного из крупнейших семейств - орхидных (897 видов); 16 видов описаны как новые. (БИН РАН)
На основе оригинальной базы флористических данных впервые проведен сравнительный анализ и установлены основные закономерности и уровни видового и родового эндемизма флор Восточной Азии, включая Восточную Сибирь, Российский Дальний Восток, Монголию, Восточный Китай, Корею, Тайвань и Японию. Тропические роды, составляющие до 80 % флоры на 20? северной широты, практически исчезают на 55- 60? северной широты, тогда как для умеренных родов характерна обратная закономерность. Наиболее резкий градиент в распределении флоры наблюдается на 40? северной широты, что соответствует изотерме положительных зимних температур. (БПИ ДВО РАН; Музей естественной истории, Иллинойс, США; Ботанический институт АН Китая; Университет Андонга, Республика Корея)
Изучена структура флоры Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги; зарегистрировано 1010 видов, в том числе 200 - адвентивных, преимущественно средиземноморского (31,5%) и североамериканского (22%) происхождения. В большей степени (71%) проникновение адвентивных видов происходит стихийно. Составлен конспект альгофлоры планктона нижневолжских водохранилищ и их основных притоков, включающий 1898 видов, разновидностей и форм водорослей;
определена таксономическая, географическая и экологическая структура альгофлоры. (ИЭВБ РАН)
Определен полный видовой состав фитопланктона лиманов Восточного Приазовья и Азовского моря. Установлено, что в условиях частичной изоляции от Мирового океана здесь сформировалась флора, типичная для внутренних водоемов. Виды морского происхождения составдяют не более 30% флоры Азовского моря и 5% флоры лиманов. (ММБИ КНЦ РАН)
Всесторонне охарактеризована роль лишайников в арктических и бореальных высокогорьях, их участие в выветривании горных пород, почвообразовании и пищевых цепях. (ИЭРиЖ УрО РАН)
Создана информационно-поисковая База данных "Справочник по числам хросомом сем. Маревые". Установлено, что для многих видов этого семейства характерна разной степень полиплоидии - от ди- до декаплоидного уровня. На территории Сибири числа хромосом определены для 75% видов маревых. (ЦСБС СО РАН)
На примере 2500 видов прослежено на молекулярном и морфологическом уровнях развитие различий в организации флоэмного транспорта древесных и травянистых форм. Сдана в печать монография "Транспортная система сосудистых растений". (БИН РАН)
<< Пред. стр. 3 (из 7) След. >>
Список литературы по разделу