Чем богата Россия?

А совсем недавно Обама поблагодарил конгрессменов «за поддержку усилий Белого дома по борьбе с вирусом Эбола» и даже призвал разработать более эффективные способы борьбы с эпидемиями: «В Западной Африке наши солдаты, наши ученые, медсестры и работники сферы здравоохранения побеждают Эболу — спасая бесчисленные жизни и останавливая распространение болезни. Я очень горжусь ими и благодарю конгресс за поддержку их работы».

Но благодарил-то он американских конгрессменов, и на этом фоне появились известия о российской вакцине — внезапно и мощно, как залп «Калибрами» по ДАИШ.

Ещё в декабре помощник гендиректора ВОЗ Мари-Поль Кини заявила: полученные результаты испытаний вакцины в Гвинее свидетельствуют о ее 100% эффективности. Более того, Россия разработала сразу две вакцины.

Министр здравоохранения России Вероника Скворцова поясняет: «Первая вакцина уникальна и не имеет аналогов в мире, впервые на основе самых современных биомедицинских технологий включены два вирусных вектора с разной структурой вакцины. В результате удалось стимулировать не только гуморальный, но и клеточный иммунитет и тотально у всех привитых полностью нейтрализован вирус, 100%-ная нейтрализация, при очень низкой концентрации вакцины. Я уже сказала, что по этой вакцине аналогов в мире нет. Хотелось бы подчеркнуть, что имеющиеся два препарата: американская вакцина фирмы Merck и европейская, британская вакцина фирмы GlaxoSmithKline уступают в несколько раз в эффективности.

И вторая вакцина была специально сделана для когорт населения с иммунодефицитом, что представляет большую значимость для тех стран, где очаги инфекции встречаются. Эта вакцина является аналогом вакцины британской, и механизмом основным является существенная активация клеточного иммунитета более чем в 35 раз. Вакцина по эффективности превышает британский аналог».

Опять эти загадочные русские с «порванной в клочья» экономикой сумели достичь того, что не смогли осуществить «цивилизованные страны», да ещё и гораздо дешевле.

Оба препарата: «Гам-Эвак» и «Гам-Эвак Комби» - разработаны в Федеральном научно-исследовательском центре эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи, производятся на его же собственной базе. Госзаказ был получен в сентябре 2014 года, а зарегистрированы в Государственном реестре лекарственных средств препараты были уже 28 декабря 2015 года — чуть более года на разработку. В настоящее время подробная информация ВОЗ пока не представлена (запланировано на конец января), поскольку зарегистрированы ещё не все патенты на изобретение.

Россия, что показательно, не возражает против совместных исследований вакцин с США, говорит министр здравоохранения РФ Вероника Скворцова: «Мы не против совместных исследований вакцин против Эболы с США. Однако патент будет у тех, кто разработал вакцину. Однозначно. Это их интеллектуальная собственность. Российская Федерация, конечно, должна иметь эксклюзивные права на этот продукт».

Казалось бы, всему миру надо радоваться — но помните реакцию США на наведение порядка в Сирии российской армией всего лишь путём воздушной поддержки правительственных войск? В ситуации с вакциной ровно то же самое: как так, мы эту делянку окучивали, а тут пришли какие-то русские и с ходу поломали нам весь гешефт?

Американский вирусолог, профессор инфекционных заболеваний в Институте новых патогенов Университета Флориды, Айра Лонджини возмущается русским изобретением и даже назвал слова Путина «нелепыми»: «Речь идет о первой стадии клинических испытаний. Что нормально — это показывает, что над их продуктом нужно работать дальше. Он имеет некоторые перспективы. Но на данном этапе еще ничего нельзя сказать о его эффективности».

Ну да, имеем 100% выздоравливания, так что «некоторые перспективы» имеются, хотя строго юридически официальное признание ВОЗ займёт ещё несколько месяцев бюрократии. Но «ничего нельзя сказать об эффективности» — это, скажем так, несколько преуменьшено.

Почему такое беспокойство? Российская вакцина (точнее, две) разработана за 15 месяцев при затратах приблизительно в 60 млн долларов США.

Сами же США в 2014-м году выделили грант на разработку вакцины в размере 140 млн долларов канадской фармацевтической компании Tekmira; в 2015-м американская фармацевтическая компания BioCryst Pharmaceuticals Inc выиграла контракт на продолжение разработки вакцины общим размером приблизительно 35 млн долларов; компания «Джонсон & Джонсон» объявила о формировании консорциума с ведущими международными исследовательскими институтами и неправительственными организациями, на что фонд «Инициатива в сфере разработки инновационных лекарственных средств (IMI)» выделяет грант свыше 100 миллионов евро.

И вот эти все деньги, а также последующие гранты, получается, уже не получится эффективно «пилить»? Обидно же! Вот Обама выделил $750 млн долларов на строительство госпиталей в Западной Африке, которые можно и не строить — всё равно пустуют. А теперь кто же деньги на новые выделит-то из-за такой подлянки со стороны русских?

Русские издеваются над цивилизованными американцами и европейцами: оказывается, что американскую вакцину изобрёл русский, профессор Университета Техаса Александр Бакреев, бывший сотрудник новосибирского центра вирусологии «Вектор», в котором разрабатывается еще одна российская вакцина: «Вирус парагриппа мы изменили генетически и вставили ген поверхности оболочки вируса Эбола. Таким образом полученный измененный вирус воспроизводит поверхность оболочки Эбола. Организм животного вырабатывает антитела на оболочку Эболы и впоследствии защищает от самого вируса Эбола».

Эбола, кстати говоря, вообще интересный феномен, если смотреть на него не только с медицинской точки зрения. Не будем углубляться в конспирологию вида «Эбола — разработка США, специально выпущенная в Африке», но порекомендуем к ознакомлению вполне взвешенную статью «Эбола — самый большой обман США?».

А то, действительно, как-то слишком уж наглядно совпадает район распространения лихорадки с нефтяными и газовыми месторождениями. А Сьерра-Леоне — вообще является крупнейшим экспортером алмазов.

Эбола — это же не нечто новое, известна болезнь с середины 1970-х годов. Так почему именно сейчас Обама назначает её одной из самых главных угроз? При этом СМИ кропотливо «подкручивают» статистику: смертность от лихорадки составляет около 50%, а не 90% и более, как обычно пишут.

Конечно, и это очень много, но надо учитывать условия Африки: уровень медобслуживания там невысокий, особенно в плане профилактики, а вот местных болезней, о которых обычному человеку лучше вообще не знать, — множество.

Напрашивается полная аналогия с ДАИШ: на словах выступая против явления и декларируя оказание помощи местному населению, США имеют целью не решение проблемы, а своё присутствие в регионе. И тут приходят эти русские и бесцеремонно начинают именно решать проблему! Поневоле приходится в главные враги записывать.

Кстати, вы в курсе, что Центру по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) принадлежит патент CA2741523A1 за 2010-й год штамма вируса Эбола? Патент, между прочим, означает исключительное право соответствующего лица или организации на конкретное изобретение, то есть США являются владельцем этого заболевания (определённого штамма).

Несмотря на выверт обычной логики — как можно обладать правами на болезнь?! Юридически это означает, что во всём мире работа с этим штаммом может осуществляться исключительно с разрешения патентодержателя. Другими словами, создавать лекарство всем, кроме США, запрещено. При этом уже есть попытки заявить: раз все штаммы вируса Эбола сходны между собой, то патент должен распространяться и на них.

Очень удобная схема: никто, кроме США, не изобретёт лекарство, так как не имеет на это права (тут очень много хочется сказать по поводу современной системы патентов и копирайта), и вакцину можно выгодно продать населению африканских стран, богатых природными ресурсами и заодно обосноваться там покрепче и поуютнее.

Рэкет на государственном уровне: хотите жить — купите у нас вакцину.

А тут русские с их привычкой к ассиметричным ответам! Лечить больных, чья болезнь выгодна США, — это негуманно по отношению к Вашингтону! Попрание прав капитала в чистом виде. Ужас просто…

В качестве же окончания статьи просто укажем на то, что разработка вакцины — это не случайность, а закономерность. То же Федеральное бюджетное учреждение науки «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека является одним из крупнейших научных вирусологических и биотехнологических центров России: «Одним из первых в России ГНЦ ВБ «Вектор» осуществил разработку и производство тест-систем для диагностики ВИЧ-инфекции и гепатита В; первым в России организовал производство генно-инженерного интерферона-a-2 человека; разработал и внедрил в производство иммуностимулирующий препарат Ридостин, обладающий противовирусной активностью, в том числе против гриппа; совместно с Институтом полиомиелита и вирусных энцефалитов РАМН разработал единственную отечественную вакцину против вирусного гепатита А и внедрил её в производство».

В Ульяновске производят панели отсеков фюзеляжа для воздушного судна, подкилевой отсек, хвостовое оперение, а также все двери (их на самолете будет 11).

Кроме того, самолетостроители готовят алюминиевые и титановые детали для сборки композитного крыла для МС-21 на заводе "Аэрокомпозит", расположенном в одном из бывших цехов "Авиастара". В общей сложности, ульяновцы будут поставлять на иркутский авиазавод около 60 процентов от всех комплектующих, составляющих планер.

- В этом году мы планируем сделать еще два комплекта для самолетов МС-21. Учитывая темп, который набрали, может, и больше. Самое трудное позади, технологии отработали, - пояснил руководитель ульяновского авиазавода Сергей Дементьев.

Для сборки комплектующих для МС-21 на "Авиастаре" организовали отдельный цех, который оснастили современным оборудованием.

Между тем

В Ульяновске начали производить первые агрегаты для легкого военно-транспортного самолета Ил-112В. В рамках проекта на "Авиастаре" изготовят панели на отсеки фюзеляжа Ф-1, Ф-2, Ф-3, люки и двери. Окончательная сборка самолета будет производиться на Воронежском авиационном заводе.

В декабре прошлого года ульяновцам передали конструкторскую документацию. В нынешнем году авиазавод должен будет поставить в Воронеж комплекты агрегатов на два опытных самолета (летный и ресурсный).

При постройке Ил-112В используют детали и комплектующие изделия только российского производства. На совместные государственные испытания первый летный образец Ил-112В планируется передать в 2017 году.

При этом графен это 2D, а российский наноуглеродный материал - трехмерная наноструктура с заданным распределением пор (3D), что обеспечивает уникальную «ёмкость» и «компактность» материала. Как описывают результат своей работы российские физики, «материал из органического волокна имеет уникальные свойства – высокую проводимость тока, повышенную удельную энергоемкость – до 8 Фарад на квадратный сантиметр.

Изначально разработка велась для создания передового русского суперконденсатора для автотранспорта, позволяющего эффективно хранить/накопливать энергию торможения в электрических или гибридных автомобилях с последующим её использованием при разгоне. Сегодня ученые говорят об использовании в стационарной энергетике, импульсной технике, медицине (для электрокардиостимуляторов, томографов, рентгеновских аппаратов и т.д.).

В 2017 году проект выйдет на стадию начальной коммерциализации: начнется опытное производство разработанных материалов для их проверки в накопителях электрической энергии промышленного производства. Сейчас новый материал уже тестируют в накопителях энергии для городских гибридных автобусов общим напряжением около 900В. Интересно, что история данного проекта ведет свое начало с 2011 года, когда разработчики российского автомобиля «Ё-мобиль» обращались к ученым для создания суперконденсаторов с более скромными характеристиками.

Из лаборатории на рынок

Начало бизнесу положило знакомство Шапошникова с двумя докторами наук в области энергетики и электрохимии — Добровольским из Института проблем химической физики РАН в Черноголовке, и Нефедкиным, возглавляющим Центр водородной энергетики в Московском энергетическом институте. У профессоров была идея, как делать низкотемпературные топливные элементы, но они не понимали, как вывести свое изобретение на рынок. «Я выступил предпринимателем-инвестором, который рискнул вывести продукт в рынок из лаборатории», — вспоминает Шапошников в интервью РБК.

В августе 2012 года Шапошников, Добровольский и Нефедкин зарегистрировали компанию AT Energy (ООО «Эй Ти Энерджи») и стали готовить опытные образцы. Компания подала заявку и стала резидентом Сколково. Весь 2013 год на арендованной базе института в Черноголовке основатели AT Energy работали над тем, чтобы радикально увеличить срок работы аккумуляторов на основе топливных элементов. «Черноголовка — наукоград, там достаточно легко найти и привлечь к работе лаборантов, инженеров и электрохимиков», — говорит Шапошников. Потом AT Energy переехала в черноголовский технопарк. Там и появился первый продукт — топливный элемент для беспилотников.

«Сердцем» топливного элемента, разработанного в AT Energy, является мембранно-электродный блок, в котором происходит электрохимическая реакция: с одной стороны подается воздух с кислородом, с другой — сжатый газообразный водород, в результате химической реакции окисления водорода вырабатывается энергия.

Под реальный продукт AT Energy смогла получить два гранта Сколково (в сумме почти 47 млн руб.), а также привлечь около $1 млн инвестиций. В проект поверили фонд North Energy Ventures (получил 13,8% AT Energy, его партнером является сам Шапошников), венчурный фонд Московского физико-технического института Phystech Ventures (13,8%) и девелопер «Мортон» (10%); напрямую Шапошникову и Добровольскому сейчас принадлежит по 26,7% AT Energy, а Нефедкину — 9% (все — по данным ЕГРЮЛ).

Летает дольше, еще дольше

На сегодняшний день почти 80% беспилотников в мире используют электрические двигатели, которые питаются от литиево-ионных или литиево-полимерных аккумуляторов. «Самая большая проблема с батарейками — в том, что в ней есть ограничения энергоемкости по габаритам. Хочешь в два раза больше энергии — ставь еще один аккумулятор, и еще один, и т. д. А в беспилотниках самый важный параметр — это его масса», — объясняет Шапошников.

От массы беспилотника зависит его полезная нагрузка — количество устройств, которые можно на него повесить (например, камеры, тепловизоры, сканирующие устройства и пр.), а также время полета. На сегодняшний день дроны летают в основном от получаса до полутора часов. «Полчаса это неинтересно, — говорит Шапошников. — Получается, только ты его поднял в воздух, как уже пора менять аккумулятор». Кроме того, литиево-ионные батареи капризно себя ведут при отрицательных температурах. Шапошников утверждает, что разработанные в AT Energy топливные элементы позволяют дронам летать до пяти раз дольше: от двух с половиной до четырех часов, а мороза не боятся (до минус 20 градусов).

Расходные материалы и комплектующие для своих аккумуляторов AT Energy закупает как в России, так и за рубежом. «Для научных разработок подразумеваются небольшие серии, так что мы пока не можем дать потенциальным российским производителям необходимых нам компонентов горизонт планирования, чтобы они могли локализовать их производство», — объясняет Шапошников.

В 2014 году AT Energy выполнила первые контракты: поставила 20 аккумуляторных систем на основе своих топливных элементов военным (заказчика Шапошников не называет). Ими также были оснащены дроны компании «АФМ-Серверс», которая использовала их при видеосъемке Олимпиады в Сочи. «Одна из целей компании была протестировать наши системы на беспилотниках, и нам было все равно, заплатят нам за это или нет», — вспоминает Шапошников. На сегодняшний день у AT Energy подписан ряд контрактов и предконтрактов, потенциальная выручка по которым, по словам Шапошникова, составляет 100 млн руб. (в основном с госструктурами).

Финансовые результаты деятельности AT Energy Шапошников не раскрывает. По данным «Контур.Фокус», в 2014 году компания имела выручку в 12,4 млн руб. и чистый убыток в 1,2 млн руб. Стоимость топливных элементов мощностью до 0,5 кВт производства AT Energy, по словам Шапошникова, колеблется в интервале $10–25 тыс., в зависимости от типа беспилотника, стоящих перед ним задач, длительности полета и других параметров.

Девальвация рубля, по словам Шапошникова, облегчит компании выход на мировой рынок. «Мы ставим себе цель в 2016 году завязать отношения с западными игроками, а в 2017 году сделать первые продукты для основных типов зарубежных беспилотников», — говорит он.

Отметим, что именно такие установки сегодня считаются, пожалуй, наиболее оптимальным средством борьбы с раком. Почему так привлекают медиков протоны? Дело в том, что пучок этих частиц не бьет по здоровым клеткам, а значит, не наносит им вред. Он стреляет точно в опухоль. (Впервые на это удивительное свойство протона обратил внимание американский физик Роберт Уилсон в далеком 1946 году. Речь идет о так называемом "пике Брэгга": большую часть энергии протон отдает в самом конце пути. Если все точно рассчитать, то он разрушит лишь клетки опухоли.)

Сегодня в разных странах мира работают 42 центра протонной терапии, пролечены 85 тысяч пациентов. Но у таких ускорителей есть серьезный минус: это настоящие монстры. Они занимают многоэтажные здания, стоят многие миллионы долларов, их обслуживает целые команды сотрудников. Дополнительный антураж - мощные электростанции, холодильники, различные приборы и т. д.

Как превратить гигант в малютку

Российский физик Владимир Балакин сделал, казалось бы, невозможное: он превратил гиганта в малютку. Диаметр его установки всего несколько метров, а весь комплекс умещается в зале около 100 кв. м одноэтажного здания. Здесь нет ни подстанций, ни холодильников, вся электроника умещается в небольшом шкафу. Управляет ускорителем один человек.

По словам Балакина, себестоимость лечения на таком ускорителе ничтожна: в среднем установка потребляет 50 кВт в час - это десятка два включенных одновременно электрочайников, а расходный материал - стакан воды в год (для получения водорода). На самых современных ускорителях опухоль облучается с 2-3 направлений, а ускоритель Балакина способен воздействовать на больное место теоретически с 36, а на деле - с бесконечного числа сторон. В то же время радиационная нагрузка на человека тут на порядки меньше. Расчеты показывают, что в российском ускорителе заложена возможность излечивать рак в 90 процентов случаев. Кстати, американские медики так оценили российское изобретение: "Россия вновь сделала первый спутник".

Ускоритель в 50 патентов

Как Владимиру Балакину удалось первым в мире создать компактный и дешевый уникальный медицинский ускоритель? Заниматься им он начал в 70-х годах, когда работал в новосибирском Институте ядерной физики СО РАН под началом академика Будкера. Тот за несколько месяцев до смерти в 1977 году поставил перед молодыми учеными задачу: создать компактную медицинскую установку для лечения рака. Будкер мечтал снабдить такой техникой каждую больницу.

- Я все просчитал и пошел к Андрею Михайловичу со своей концепцией вывода пучка, - вспоминает Балакин. - Академик лежал в профилактории, я подошел к секретарше, чтоб она нас, как всегда, по утрам, соединила - а та плачет: Будкер умер.

С тех пор, где бы Балакин ни работал, в Новосибирске ли, переехав ли в Протвино - он выделял в своей лаборатории "угол" для работы с протонным ускорителем. Постепенно прорывная идея обретала конкретные очертания. Монстр становился все миниатюрней, не теряя эффективности. Как удавались подобные превращения? На все распросы член-корреспондент РАН Владимир Балакин только усмехается, говорит, это ноу-хау. Правда, ученый замечает, что ему удалось сфокусировать протоны в очень тонкий пучок диаметром всего 5 миллиметров, сконцентрировав большую энергию, которая и убивает опухоль. (Для сравнения, диаметр пучка на установке фирмы IBA целых 3 сантиметра). А еще ученый сумел отказаться гигантских магнитов, которые создают мощные магнитные поля, достаточно и небольших.

Всего в ходе работы над ускорителем член-корреспондент РАН Владимир Балакин оформил около 50 патентов. Несколько лет назад эта установка получила признание в научном мире.

Физики против бюрократов

А что же в России? История Балакина мало чем отличается от многих историй отечественных Кулибиных. Если что-то удается реализовать, то, как говорится, не благодаря, а вопреки. В 2001 году госбюджет начал финансировать проект, и скоро в Протвино был собран первый ускоритель. Однако и без того скромный денежный поток быстро иссяк. Балакин стучался во множество кабинетов, думских и министерских, объездил чуть ли не всю страну, предлагая оснастить местные клиники его установкой. Вначале ему говорили, что это очень здорово, но, узнав, что это еще и очень дешево (балакинский ускоритель примерно в десять раз дешевле зарубежных аналогов) - сразу теряли интерес.

Но ученый не сдавался, хотя не раз находился на грани финансового краха, был вынужден закладывать под высокий процент свою и сына квартиры, чтобы выплачивать своим сотрудникам хоть часть зарплаты.

Специалисты США называют главным достижением американский науки не полет на Луну, а создание национальной инновационной системы. Она как пылесос всасывает все более-менее перспективные разработки, ищет для них спонсоров, которые доводят идею до коммерциализации. Система не зависит от воли чиновника, который думает прежде всего о собственных интересах Она работает на "автомате", поэтому позволяет Америке быть мировым лидером в сфере высоких технологий.

У нас разговоры о необходимости перехода к экономике знаний, к инновациям звучат, в том числе и на самом высоком уровне, не первый год. Однако до сих пор в стране нет эффективной инновационной системы. Поэтому "Балакины", если и достигают успехов, то не благодаря системе, а вопреки.

После того как в США начали тестировать российский ускоритель, еще одна выиграла бостонский тендер (а в этом году балакинская установка отправится и в Израиль), в конце прошлого года Росздравнадзор наконец дал долгожданное "добро" на применение его и в наших клиниках. Как нередко бывало, признание на родине приходит из-за границы. И, кажется, лед тронулся: завершается сборка установки в больнице Пущинского научного центра РАН, а лот Минпромторга на создание протонной установки выиграл Обнинский медицинский радиологический центр имени Цыба.

- Мы можем воздействовать на опухоли любой сложности, массы и генеза и ее уничтожать, - объясняет Владимир Балакин. - В онкологии нередко так: вроде бы подавил опухоль, но она снова растет. Наш луч настолько тонкий, что позволяет облучать опухоль радикально, даже если она граничит с чувствительными зонами. Надо только "сказать" это компьютеру, который планирует облучение, и дать участку дозу, чтобы опухоль уничтожить.

...Наталию Л. оперировали в разных клиниках, но развитие рака в мозгу остановить не могли. После 20 сеансов лечения в Протвино врачи с изумлением увидели: опухоль уменьшилась на 30 процентов. А что будет, когда облучение будет проходить не с двух - а со всех возможных сторон, на что способен этот ускоритель? Обнинские врачи говорят, что самый совершенный электронный ускоритель не дает поля такого качества, как "машина" Балакина.

визитная карточка
..................
Владимир Егорович Балакин

Родился в 1944-м, в д. Каяушка Алтайского края. С 1968-го, после окончания Новосибирского государственного университета - сотрудник Новосибирского института ядерной физики, созданного академиком Будкером, где прошел путь от стажера-исследователя до заместителя директора. Один из авторов нового подхода в физике ускорителей - встречных линейных пучков на сверхвысоких энергиях. Работы по созданию линейных ускорителей стали одним из основных направлений в физике высоких энергий, сделав Балакина признанным научным авторитетом в России и мире.

Научные идеи и технические решения, найденные Балакиным, применяются в проектах линейных коллайдеров США, Японии, Германии и ЦЕРНа. С начала 2000-х разрабатывает компактные протонные синхротроны для протонной терапии. Директор ФТЦ ФИАН им. Лебедева, заместитель директора ФИАН. Член-корр. РАН с 1994 г.

Кстати

Протонную терапию, по данным Объединенного института ядерных исследований в Дубне, получает ежегодно несколько сотен жителей России, а нужна она многим тысячам пациентам. Для этого нужны десятки центров, а не два-три, как сейчас.

Сооружение комплекса медицинского протонного ускорителя, включающего синхротрон и всю инфраструктуру, составляет вместе с компьютерным томографом и зданием примерно 350 миллионов рублей. Для сравнения: минимальная стоимость западного лечебного комплекса около 20 миллионов евро.

"Российская газета" - Федеральный выпуск №6889 (21)

Размер каждой премии составляет 2,5 миллиона рублей. "РГ" представляет работы лауреатов. Сразу надо подчеркнуть, что все они опубликованы в престижных международных журналах. А значит, несмотря на тяжелый диагноз, который многие специалисты ставят нашей науке, отмечая, прежде всего, ее старение, в ней работают молодые ученые мирового уровня.

Как поймать террориста по запаху

Сугубо фундаментальное исследование химика Дмитрия Копчука имеет прямой выход на борьбу с терроризмом. Речь идет об "электронном носе", который улавливает компоненты взрывчатых веществ, содержащих нитраты. Это, в частности, наиболее опасные и трудно выявляемые пластиковые боеприпасы с гексогеном и тринитротолуолом. Сегодня в мире создано множество различных "электронных носов". Почему вариант Дмитрия не имеет аналогов? Его прибор намного компактней и в разы дешевле всех существующих в мире систем?

- Мало кто знает, что в цене такого прибора львиная доля приходится вовсе не на сенсор взрывчатки, а на "электронную начинку", - объясняет автор разработки. - Дело в том, что тревожный сигнал от сенсора очень слабый. Его надо преобразовать и усилить. Для этого прибор приходится "начинять" целым каскадом электронных схем. Отсюда и сложность, и громоздкость, и цена "носа".

Дмитрий выбросил почти всю электронику. И тем не менее, прибор "унюхивает" террориста. "Изюминка" в особом составе сенсора и его оригинальной конструкции. Поймав "запах" взрывчатки, прибор посылает настолько мощный набат тревоги, что его почти не надо усиливать.

Отметим, что он оказался настоящим универсалом. Помимо "электронного носа", он создал материалы, которые давно ждут в медицине для диагностики иммунитета. Суть анализа в том, что во взятой у пациента крови надо следить, как ведет себя конкретный белок. Чтобы его выделить из множества остальных, на белок навешивают специальный маячок. Это тандем из металла, который обладает яркой люминесценцией, и органического вещества, который может соединиться с изучаемым белком. В итоге ученые теперь могут следить, как ведет себя белок, а значит, ставить диагноз.

Как продлить жизнь вдвое

Екатерине Прошкиной нет еще и 30 лет, а уже автор 20 статей в международных журналах. Среди них особо выделяется вызвавшая шквал откликов публикация, как можно увеличить продолжительность жизни мухи дрозофиллы сразу на 70 процентов. Что и понятно, проблема старения сегодня в мире одна из самых волнующих общество.

- В принципе, природа наделила каждое живое существо очень совершенным генетическим аппаратом, - объясняет она. - Ведь мы постоянно подвергается атакам внешней среды, скажем, из-за плохой экологии, различных стрессов и т.д. Эти атаки повреждают ДНК, но в наших клетках есть специальная система, которая устраняет эти сбои. Но с годами она изнашивается, и качество "ремонта" ухудшается. В итоге дефектов накапливается все больше, что понижает и качество ремонта. Повреждения начинают расти как снежный ком.

Екатерина предложила кардинально решать проблему: повысить активность генов, которые отвечают за восстановление ДНК. Как? Ученые встроили дрозофиле дополнительные копии восстановительных генов, по сути, увеличив число "ремонтников". И мухи стали не просто долгожителями, время их пребывания на Земле выросло почти вдвое. Причем оказалось, что активировать "ремонтные" гены надо начинать, что называется с молоком матери, чем раньше, тем лучше. Во всяком случае, именно такие мухи живут дольше всех.

На сегодня наука уже выявила около 10 таких "чудо-генов", продлевающих жизнь и замедляющих старение. Но оказалось, они выполняют еще одну важнейшую роль. В экспериментах ученые Института биологии воздействовали на живые организмы различными "вредностями": радиацией, высокой и низкими температурами, химическим реактивами и т.д. И был выявлен удивительный феномен. Средние и большие дозы однозначно укорачивали жизнь, а вот малые и кратковременные - увеличивали. Почему? На эту тему высказано несколько гипотез, о которых еще долго будут спорить ученые. Но один факт Екатерина Прошкина установила однозначно: за положительную реакцию на стрессы отвечают те же самые гены, что и за восстановление поврежденных ДНК.

- Замедлить старение можно, и не прибегая к генетическим вмешательствам, - говорит она. - Оказалось, что в природе есть вещества, которые могут активировать защитные силы организма, действуя через гены восстановления ДНК. Например, это каротиноид из водорослей фукоксантин или кверцетин, вещество из плодов красного и бордового цвета. Продлить жизнь животным удавалось и с помощью известных лекарств, которые сейчас используются для лечения различных болезней. Например, в опытах на крысах хороший результат показал применяемый в небольших количествах препарат ибупрофен. Но, конечно, эти результаты не в коем случае нельзя автоматически переносить на человека, здесь требуются дополнительные исследования.

Как из атома попасть в суперкомпьютер

Доктор физико-математических наук Владимир Стегайлов работает на самом передовом крае современной науки. Его исследования поражают воображение. Ученый строит компьютерные модели из "жизни" атомов и электронов. Что само по себе кажется невероятным, ведь в одном кубическом миллиметре металла соседствуют и взаимодействуют сотни миллиардов атомов. Их надо каким-то образом загнать в уравнения, а потом обсчитать на компьютере. Кто-то скажет, что нечто подобное давно научились делать астрономы, когда изучают движение небесных тел. А строение атома похоже на строение Солнечной системы...

- Действительно, зная законы механики, ученые сумели рассчитать траектории тысяч небесных тел, планет, спутников, астероидов, - говорит Владимир. - Но у нас многие миллиарды "клиентов". Причем в отличие от небесных тел, атомы не подчиняются законам гравитации, здесь в игру вступает квантовая механика. Поэтому расчеты движения гигантского числа атомов усложняются многократно.

Казалось бы, куда может привести эта заумная наука? Какой прок от этих фантастически сложных расчетов и компьютерных моделей? Стегайлов и его коллеги нашли выход из микромира атомов и электронов - в наш макромир. В создание материалов, которые могут работать в экстремальных условиях. Например, в ядерных реакторах.

- Мы провели квантовые расчеты поведения атомов урана, а в итоге удалось построить модель, как накапливаются дефекты в материалах ядерного реактора, - говорит ученый. - Таким образом, сугубо квантовые задачи вышли на уровень инженерных расчетов.

Владимир с коллегами решил еще одну фундаментальную задачу, над которой давно бьются ученые многих стран. Она связана с самым тугоплавким в мире материалом, графитом. В ведущих лабораториях мира ставят самые изощренные эксперименты, чтобы ответить на один вопрос: какова температура плавления графита. Но результаты получаются разные. Одна из главных причин такого разнобоя - непонятна сама специфика этого материала, на которой можно было бы строить эксперимент.

Владимир построил компьютерную модель плавления, основанную на принципах квантовой механики. И выяснилось неожиданное: графит плавится в тысячу раз медленнее, чем любые металлы. Это уже наводка для будущих экспериментов, которые должны, наконец, поставить точку в многолетнем споре, назвать окончательную температуру плавления графита.

Но постановка проблем и составление уравнений, которые описывают поведение миллиардов атомов - это сугубо физические задачи. Однако необходим следующий шаг: как решить эти сложнейшие и бесконечные уравнения. Это под силу только суперкомпьютерам. Но если решать в "лоб", то потребуются месяцы непрерывной эксплуатации машинных мозгов. Подобная роскошь сегодня непозволительна. Поэтому Владимир Стегайлов придумывает хитроумные алгоритмы, чтобы многократно сокращать объемы и время счета. То есть современный физик должен быть и материаловедом, и математиком.

- Есть очень простой расчет, - сказал корреспонденту "РГ" генеральный конструктор проекта Василий Постников. - При нынешних ценах на пшеницу обычный комбайн "зарабатывает" в час 250 тыс. рублей. Иными словами, именно столько стоит каждый час простоя. А еще надо учесть связанные с человеческим фактором потери зерна, различные сбои в работе и т.д. В итоге набегают очень приличные суммы. Оценки показывают, что робот с интеллектом стоимостью порядка 10 миллионов рублей окупится всего за один сезон жатвы. При условии, конечно, что он будет работать намного лучше человека.

Создать идеального "комбайнера" - очень непростая задача. Во всяком случае, намного сложнее, чем сделать робот-автомобиль. Кстати, подобные машины уже успешно испытываются в ведущих странах, а одна даже пересекла американский континент с запада на восток, преодолев более 5,5 тысячи километров. А вот "умных" комбайнов пока нет нигде в мире.

В чем проблема? Робот-автомобиль колесит по накатанным дорогам, его главная проблема - вовремя увидеть препятствие и принять решение и, конечно, соблюдать правила движения. У комбайна совсем иная планида. Он движется по пересеченной местности, полям, долам и холмам, да еще нередко в сложных погодных условиях, поэтому ему постоянно надо быть готовым к различным сюрпризам. Мозг машины обязан быть настороже и минимум за 3 секунды прогнозировать опасные ситуации. Но этого мало. Машина на ходу должна выполнять множество технологических операций. Причем не автономных, а взаимосвязанных.

10 миллионов рублей, вложенных в робота, окупятся за один сезон жатвы
- К примеру, казалось бы самый очевидный вопрос: С какой скоростью вести уборку, - говорит Постников. - Если медленно с высокой надежностью и осторожностью, то это неэффективно. Низкая производительность никому не нужна. Если же слишком быстро, то на жатку может наматываться солома. А это простои и потери.

Вообще жатка - это особая статья. Дело в том, что оптимальный угол, под которым скашиваются колосья, надо менять в зависимости от различных условий. Поэтому необходимо постоянно отслеживать реальную ситуацию, как идет жатва, и к ней приноравливаться. За это отвечают специальные датчики. Своего рода мини-завод расположен в "утробе" комбайна. Здесь происходит обмолот зерна, которое системой шнеков направляется в бункер.

Чтобы такая сложная машина была действительно "умной", ее придется "напичкать" множеством видеокамер и различных датчиков. А самое главное создать мозг для управления всеми "глазами", "ушами", различными приборами и исполнительными механизмами. Мозг должен анализировать режим уборки и постоянно выбирать и поддерживать наиболее оптимальный, оперативно посылая исполнительным механизмам необходимые приказы.

Разработка такой техники сегодня является мировым трендом. Подобные проекты 6-го технологического уклада не только содействуют решению программы импортозамещения в России, но и позволят стране выйти на мировые рынки, учитывая, что в отличие от дорогостоящих зарубежных аналогов, стоимость "умной" отечественной машины не будет превышать 15-20 процентов от ее нынешней цены. Кстати, в этом году на создание "умной" сельскохозяйственной техники в мире выделено 4,2 миллиарда долларов, а Япония на внедрение роботов в сельское хозяйство намерена направить до 2025 года около 7 миллиардов долларов.

Дело в том, что сегодня принтерами, которые могут напечатать из пластика или металла деталь самой сложной конфигурации, никого не удивишь. Но с керамикой ситуация иная. Хотя детали из нее сегодня крайне необходимы в энергетике и радиоэлектронике, машиностроении и химической промышленности, оборонном секторе. Они по многим качествам превосходят металл и пластик. Но их внедрение сдерживается, так как не удается изготовить детали сложной формы. А традиционные способы металлообработки для твердой и хрупкой керамики непригодны.

Большие надежды инженеры возлагали на новейшую технологию 3D-печать. Однако после первых же экспериментов оказалось, что столь успешно себя зарекомендовавшая в работе, например, с пластиком и металлом, эта технология на керамике спотыкается. Причина в самой глине. С одной стороны, она слишком вязкая, а с другой - ее частицы плохо слипаются. Поэтому, чтобы использовать глину в 3D-принтере, приходится добавлять клеящие вещества. Но когда напечатанное изделие отправляют в печь на обжиг, то при высоких температурах клей выгорает. В итоге изделие получается пористым, хрупким и непрочным. Да и точность изготовления невысока, сделать керамическую деталь для двигателя не получается.

Томским ученым все же удалось приспособить капризную керамику для трехмерной печати. Ноу-хау томичей - получение керамических порошков с помощью самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Он позволяет получать тугоплавкие вещества с уникальными характеристиками. Из таких материалов томичи и "замесили" состав для трехмерной печати.

- Мы изготавливаем из порошков суспензии, которые при определенной температуре напоминают консистенцию сметаны, это уже вполне приемлемое сырье для 3D-принтера, - поясняет кандидат технических наук Владимир Промахов. - После послойного наплавления получаем полуфабрикаты, которые спекаем в изделия с заданными свойствами и формой. Наш 3D-принтер - первый в мире, который может печатать керамику такого класса: монолитную по своей структуре, сложной конфигурации и с точностью печати до десятков микрон.