Дайджест: разработки Университета ИТМО в 2017 году

В этой подборке — новые открытия, важные статьи, запущенные проекты и престижные награды, которые получили ученые и исследователи Университета ИТМО. Мы собрали материалы о важных результатах их деятельности, которых удалось достигнуть с начала этого года. Хотя, конечно, многие исследования и разработки из этого дайджеста ведутся не первый год, а специалисты, работающие над ними, не планируют останавливаться на достигнутом.

В первой части дайджеста: наноматериалы и фотоника, разработки химиков, физиков и специалистов в области пищевой промышленности.

^[1]Фото Paul Albertella ^[2] CC-BY ^[3]

Химия/физика/наноматериалы

Новое покрытие для защиты нефтегазопроводов ^[4] — группа ученых Университета ИТМО совместно с коллегами из АО «КРОНОС СПб» разработала новый материал, защищающий нефтегазопроводы от коррозии. Покрытие более устойчиво к изменениям температуры и при этом дешевле импортных аналогов. Продукт выходит на рынок уже в этом году.

Новый метод «воскрешения» белков ^[5] — ученые Университета ИТМО и Еврейского университета в Иерусалиме нашли новый метод восстановления активности белков (способ ренатурации, подходящий для целой группы белков) с помощью положительно заряженных наночастиц. Результаты работы ученые опубликовали ^[6] в журнале Scientific Reports.

Технология нанохирургических операций раковых клеток ^[7] — ученым удалось усовершенствовать метод уничтожения раковых клеток с помощью наночастиц. Для того, чтобы точечно уничтожать раковые клетки, частицы покрываются специальным составом, позволяющим им закрепиться на опухоли, прицельно нагреваются лазером и разрушают опухоль. Ученые предложили использовать для этого наночастицы кремния и доказали, что они крайне эффективны и как нагреватель, и как нанотермометр.

«Нелинейные перестраиваемые полупроводниковые и гибридные наноантенны» ^[8] — работа научных сотрудников кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО, получившая премию Алферовского фонда. В цикле своих научных работ ученые описали принцип действия сверхбыстрого оптического модулятора на основе одиночной кремниевой наночастицы, созданной и управляемой фемтосекундными лазерными импульсами, и предложили концептуально новый принцип модуляции. В перспективе такие разработки могут стать основой для создания полностью оптических компьютеров.

Полная классификация и сравнение разных типов гетероструктур ^[9] — ученые Университета ИТМО опубликовали статью ^[10] в журнале Small, в которой предложили классификацию и единую терминологию для описания различных архитектур гетероструктур на основе нанопластин халькогенида кадмия. Материал объединяет существующую информацию о последних исследованиях в области создания наногетероструктур.

Запись информации в виде темного пятна ^[11] — международная группа физиков во главе с учеными из Университета ИТМО смогла создать экситоны (квазичастицы, переходное состояние между электроном и фотоном). В отличие от предыдущих аппаратов с экситонами, новая разработка проще в реализации. Кроме того, ученые предложили метод записи данных с помощью экситонов. В будущем это позволит создавать компактные оптоэлектронные устройства для быстрой записи и обработки оптических сигналов.

Телескоп на прецизионных «ножках» ^[12] — специалисты кафедры электротехники и прецизионных электромеханических систем Университета ИТМО разработали прецизионные электроприводы для вращения телескопа, отслеживающего координаты орбитального мусора. Объектив должен очень точно отслеживать перемещение объекта, находящегося на расстоянии тысяч километров, и поворачиваться вслед за его движением — эту задачу удалось решить команде Университета.

Пищевая промышленность

Мороженое с повышенным содержанием белка ^[13] — мороженое, помогающее нарастить мускулатуру, разработали на кафедре прикладной биотехнологии Университета ИТМО. Продукт не содержит сахар и его популярные заменители (фруктозу, сорбит, ксилит), но при этом остается сладким за счет натурального низкокалорийного подсластителя эритрита и имеет высокое содержание белка. По вкусу и структуре белковое мороженое максимально похоже на обыкновенное. По замыслу разработчиков, оно может разнообразить рацион спортсменов.

Съедобные белковые пленки ^[14] — еще одна разработка Университета ИТМО — полимерные покрытия для продуктов питания (овощей и фруктов), позволяющие продлить срок их годности. Покрытия смываются водой и при этом являются съедобными (усваиваются организмом). Проект получил золотую медаль на конкурсе инновационных биотехнологических решений на международной выставке «Биоиндустрия».

Функциональные коктейли ^[15] — функциональный коктейль FOYT, способный заменить одни прием пищи, — разработка выпускника кафедры прикладной биотехнологии Университета ИТМО Артема Лепешкина. В отличие от аналогов, коктейль состоит из натуральных компонентов и не содержит синтетических заменителей.

Фотоника

Биосовместимые фотонные магнитные кристаллы ^[16] — сотрудники международной лаборатории SCAMT Университета ИТМО совместно с коллегами из ЛЭТИ и НМИЦ онкологии им. Блохина разработали новый способ создания магнитных фотонных нанокристаллов без использования токсичных веществ. Такие кристаллы можно использовать не только в фотонике, но и в биомедицине (например, для борьбы с тромбозом). Результаты ^[17] исследования ученые опубликовали в журнале Scientific Reports.

Экспресс-метод оценки примесей в прозрачных средах ^[18] — ученые-оптики создали новый метод анализа распределения микроскопических частиц в прозрачных средах. Он помогает быстро узнать концентрацию частиц в среде, выяснить, как они распределены и насколько прозрачны. Этот экспресс-метод позволяет, например, в реальном времени определять количество твердых частиц в машинном масле или отслеживать чистоту озерной и речной воды.

Полимерные голограммы с «убегающими» наночастицами ^[19] — еще одна разработка в области фотоники и оптики — новый тип записи голограмм на базе нанокомпозитного полимерного материала. Запись голограммы происходит при перераспределении компонентов материала под действием излучения (наночастицы в материале перемещаются в ходе полимеризации). Преимущества нового метода позволяют создавать более надежную защиту для документов.

Новый метод конструирования нанообъектов ^[20] — группа исследователей из лаборатории «Моделирование и дизайн наноструктур» Университета ИТМО разработала общие методики для вычисления линейных и нелинейных свойств наноструктур различных форм. Ученые также предложили новый метод конструирования нанообъектов — в дальнейшем это может помочь создавать принципиально новые оптические устройства.

Первая в СНГ многоузловая квантовая сеть ^[21] — ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ спроектировали и запустили квантовую сеть на базе действующих оптоволоконных линий связи оператора «Таттелеком» (г. Казань). Теперь узлами квантовой сети связаны главные коммутационные станции «Таттелекома» на разных берегах реки Казанки, и здания КНИТУ-КАИ. В дальнейшем систему будут развивать в двух направлениях: совершенствовать параметры квантового канала и подключать к системе информационные сервисы в рамках городской инфраструктуры.

Новый чип для создания многомерно запутанных фотонов ^[22] — в данном исследовании принимал участие международный коллектив ученых (в числе которых и сотрудники Университета ИТМО). Исследователям удалось создать оптический чип, способный в поточном режиме генерировать и обрабатывать запутанные более чем в нескольких измерениях частицы. Технология совместима с существующими оптоволоконными сетями и позволит упростить разработку и распространение квантовых систем.

Улучшенная техника безлинзовой вычислительной микроскопии ^[23] — совместная разработка Университета ИТМО и Технологического университета Тампере позволяет получить больше информации об объекте при его изучении техниками безлинзовой вычислительной микроскопии (например, зафиксировать нерегистрируемую сенсором информацию между соседними пикселями). А это, в свою очередь, позволит улучшить качество лабораторных и медицинских исследований, проводящихся с использованием безлинзовых микроскопов.

Автор: itmo

Источник ^[24]