Водородная энергия, материал против холодов и биодобавки против COVID-19: что создают ученые на Севере

Ученых по всему миру занимают одни и те же темы — они занимаются проблемами, которые улучшат наше настоящее, и думают про будущее, где придется столкнуться с глобальными вызовами. Мы поговорили с исследователями из Якутии, которые занимаются такими же проблемами — борьбой с коронавирусом, изменением климата и разработкой инновационных материалов, которые будут работать при любых условиях.

Чистая энергетика

Андрей Горбунов, и.о. директора Сахалинского климатического центра

— Водородный проект появился в рамках климатической программы Сахалинской области. Его цель — создать современную инфраструктуру для поддержки новых технологий в области энергетики, транспорта, космоса и других направлений, связанных с водородом.

Водородный проект станет отличительной чертой Сахалинской области, определяющей ее идентичность — регион углеродной нейтральности и экологически чистой энергетики. Скажем, в ближайшие 10 лет на Сахалине все энергогенерирующие мощности будут основаны на зеленых возобновляемых источниках энергии, включая водород. Весь транспорт будет работать на электричестве и водороде, включая автомобильную технику, железную дорогу и аэромобили на основе квадрокоптеров и других современных средств передвижения по воздуху. Здесь же сосредоточатся все российские и мировые технологии в области производства водорода, его хранения и транспортировки, создания эффективных автономных энергосистем, а также зеленого транспорта, включая космические транспортные системы.

Источник: eastrussia.ru

Проект решает проблемы в области экологии, климата и распределенных энергетических систем. Глобальная задача цивилизации — снижение парникового эффекта, значит, и углеродных выбросов в атмосферу. Попутно мы решаем вторую задачу — создание альтернативных экологических и возобновляемых источников энергии.

Водородный проект на Сахалине может стать основой испытательного полигона по апробации технологий не только российской разработки, но и зарубежных инноваций в области водорода. На нем можно отрабатывать технологические решения по хранению, транспортировке и применению в области энергетики, транспорта и других сопутствующих направлениях.

Водородный полигон РЖД на Сахалине. Источник: vgudok.com

Например, автономная энергетическая установка будет снабжать конкретный поселок электричеством и теплом, а эксперты будут следить за параметрами работы такой установки. После тестовой работы для каждого оборудования вынесут вердикт — эффективное оборудование или нет, насколько оно надежно, удобно в эксплуатации, ремонтопригодно. Затем их можно будет масштабировать.


Материалы, которые не мерзнут

Александр Спиридонов, старший преподаватель химического отделения Института естественных наук СВФУ

— Идея новых полимерных материалов с управляемыми и самоорганизующимися свойствами появилась во время изучения данных по свойствам материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, тефлона и резинотехнических изделий.

Во взаимосвязи «состав-структура-свойства» полимерных композитов есть закономерности, в этом направлении работает много научных коллективов во всем мире. Особенность нашего проекта в системном исследовании вязкоупругих и термомеханических свойств композитов. Эти параметры позволяют судить о морозостойкости материалов — способности сохранять технические характеристики при температурах ниже –400 °C.

Проект поможет решить проблемы по разработке полимерных нанокомпозитов герметизирующего и антифрикционного назначений. Они могут уплотнять подвижные сопряжения гидро- и пневмосистем арктической техники, которые будут работать при низкой температуре и в агрессивной среде.

Чтобы техника исправно работала в суровых арктических условиях, необходимы специальные нанокомпозиты

Сейчас уплотнительные материалы для пожарных рукавов закупаются в центральной России. Но при температуре –400 °C они теряют эластичность, их сложно соединить с машиной и между собой, они будут терять герметичность. Мы разрабатываем материалы, которые повышают надежность, работоспособность техники и оборудования, которые используются в условиях Арктики и северных регионах России.

Эти материалы экономят прямые траты и улучшают ритм работы производственных предприятий. Низкие температуры будут влиять на работу меньше, снизятся капитальные вложения в производственную базу автопарка, уменьшится персонал автотранспортных предприятий и связанных с этих капиталовложений в жилищное и бытовое строительство.


Биодобавки против COVID-19

Борис Кершенгольц, главный научный сотрудник Института биологических проблем криолитозоны ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения РАН»

— Проект начался с исследования биохимического состава и функциональной активности биоактивных веществ в организмах диких растений и животных Якутии. Оказалось, что в экстремальных условиях в их тканях синтезируется в 1,5-2,5 раза больше биоактивных веществ защитного и регуляторного действия. Еще в 3-5 раз увеличивается изоструктурное разнообразие — изомеры, гомологи, производные по степени окисленности, это молекулярная основа повышенного адаптивного потенциала. Это позволяет им выживать в экстремальных условиях, причем чем они жестче, — тем выше биоразнообразие на молекулярном уровне.

Множество полезных для организма веществ буквально находится под ногами в тундре и Арктике

Большинство этих БАВ являются веществами неспецифического действия. Например, они обладают антиоксидантами, антибактериальными, иммуномодулирующими или цитостатическими свойствами. Оказывают профилактический и лечебный эффект на организм человека.

Регуляторным действием в биосистемах, включая организм человека, обладают не отдельные БАВ, а ансамбль их структурного семейства. Поэтому получать все компоненты такого комплекса синтетическим путем — сложно и дорого. Но можно разработать биотехнологии их интактного выделения. Поэтому сейчас мы разделяем БАВ по молекулярным массам с помощью системы ультра- и нанофильтрации, обрабатываем низкими температурами, диоксидом углерода в состоянии сверхкритической жидкости. Применяем механохимическую активацию и механосупрамолекулярные нанобиотехнологии.

Так мы получили несколько серий биопрепаратов медицинского, пищевого, косметологического, технического назначения из природного биосырья. Если внедрить разработку в медицину и пищевую промышленность, — она повысит уровень жизни, адаптивный потенциал и, как следствие, качества жизни населения. Особенно тех, кто живет в экстремальных климатических условиях. Они уже влияют на пищевую промышленность, здоровье населения Якутии, особенно в отношении инфекционных заболеваний (включая туберкулез, сывороточные гепатиты, COVID-19) и метаболические нарушения при сахарном диабете второго типа, атеросклерозе.

Если внедрить разработку в медицину и пищевую промышленность — она повысит уровень жизни, адаптивный потенциал и, как следствие, качества жизни населения

Эти биопрепараты снижают аварийность из-за «человеческого фактора» вахтовых рабочих горнодобывающей промышленности в Якутии, транспорта. Не являясь допингом, он помогает повысить спортивные результаты даже на уровне сборных и олимпийских команд. В перспективе их можно использовать для военнослужащих, особенно тех, кто несет службу в Арктике.


Читать далее:

Скоро на Землю обрушится магнитная буря

Раскрыт истинный смысл мумификации: все это время ученые ошибались

Названа главная опасность лунной миссии «Артемида»

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Физики придумали, как раскрыть тайну темной материи
Космос
Ученые рассказали, как экстремальный холод влияет на сон
Наука
Марсианский метеорит раскрыл тайны воды на Красной планете
Космос
Хакеры удаленно взломали компьютер, используя соседний Wi-Fi
Новости
«Уэбб» заснял три огромные «невозможные» галактики
Космос
Телескоп запечатлел столкновение галактик на скорости 3,2 млн км/ч
Космос
Укус вместо укола: создана вакцина от малярии, распространяемая комарами
Наука
Физики определили форму отдельного фотона
Наука
Создатели ChatGPT планируют выпустить собственный браузер
Новости
Плотность промышленных роботов в мире удвоилась за семь лет
Новости
В Гибралтаре нашли «фабрику», на которой неандертальцы варили клей
Наука
Nvidia раскрыла, какие товары компании будут в дефиците и когда
Новости
Посмотрите на первое в истории фото звезды из другой галактики
Космос
Чрезвычайно молодую планету нашли у звезды с «кривым» диском
Космос
Предложен способ навигации дронов без GPS: по «отпечаткам рельефа»
Новости
Ученые раскрыли тайну гигантских черных дыр ранней Вселенной
Космос
Microsoft и Atom Computing выпустят коммерческий квантовый компьютер в 2025 году
Новости
Создан робот-голубь, который летает как настоящая птица
Наука
На страницах тысячелетнего Голубого Корана нашли скрытый текст
Наука
Уязвимость ИИ: типы атак LLM-injection и способы защиты от них
Технологии