Очередное заседание ОУС ФИЦ КазНЦ РАН, состоявшееся 14 ноября 2023 года, было посвящено, прежде всего, важнейшим результатам, полученным учеными Казанского научного центра РАН в уходящем году.

Открывая заседание, директор ФИЦ КазНЦ РАН член-корр. РАН Алексей Алексеевич Калачев сообщил, что главный вопрос Повестки дня  — утверждение важнейших научных результатов ФИЦ КазНЦ РАН за 2023 год и обсуждение результатов по привлечению внебюджетной деятельности.

Первым важнейшие результаты научной деятельности самого крупного подразделения ФИЦ КазНЦ РАН – Института Арбузова, представил руководитель ИОФХ им. А.Е. Арбузова, член-корр. РАН Андрей Анатольевич Карасик, сообщивший, что на рассмотрение Ученого Совета ИОФХ было подано 15 важнейших результатов, из которых для утверждения на ОУС ФИЦ было отобрано 13, за которые проголосовало большинство членов Ученого совета.

Руководитель ИОФХ им. А.Е. Арбузова, член-корр. РАН А.А. Карасик

Принимая во внимание ограничение по времени выступления, А.А. Карасик представил только часть важнейших результатов из числа утвержденных Ученым советом ИОФХ им. А.Е. Арбузова, сгруппировав их темам, отметив, что практически все эти результаты в той или иной степени связаны с медицинской химией.

По теме «Развитие основ молекулярного дизайна биологически активных веществ» были продемонстрированы следующие результаты:

1. Разработан доступный метод синтеза представителей фармакологически ценных бигетероциклических систем, в основе которого лежат две конкурирующие перегруппировки: Фишера и Мамедова.

Авторы: Мамедов В.А., Мустакимова Л.В., Сякаев В.В., Галимуллина В.Р., Шамсутдинова Л.Р., Ризванов И.Х., Губайдуллин А.Т., Синяшин О.Г.

Бигетероциклические системы являются структурным фрагментом многих природных и синтетических биологически активных соединений, лекарственных средств, а также функциональных органических материалов. Поэтому разработка эффективных методов синтеза и выявление закономерностей построения бигетероциклических структур является важной фундаментальной проблемой синтетической органической химии.

2. Обнаружены беспрецедентно селективные в отношении ацетилхолинэстеразы ингибиторы, которые представляют собой новые функционализированные производные бисурацилов. Соединения этого ряда ингибируют ацетилхолинэстеразу в наномолярных концентрациях, в 40000-200000 раз меньше концентраций, ингибирующих бутирилхолинэстеразу.

Авторы: Л.Ф. Сайфина, И.В. Зуева, А.Д. Харламова, О.А. Ленина, В,Э. Семенов, К.А. Петров

3. Получены реактиваторы ацетилхолинэстеразы, ингибированной фосфорорганическим ядом (Грант РНФ)

Авторы: Л.Ф. Сайфина, И.В. Зуева, А.Д. Харламова, О.А. Ленина, В,Э. Семенов, К.А. Петров

4. Впервые синтезирована библиотека новых гибридных молекул и выявлены соединения-лидеры с высоким уровнем цитотоксичности по отношению к опухолевым клеточным линиям. (Грант Минобрнауки РФ)

Авторы: Э.М. Гибадуллина, Е.А. Чугунова, А.Р. Газизов, М.Е. Неганова, А.Д. Волошина, М.Н. Хризанфоров, А.Р. Бурилов, О.Г. Синяшин, И.В. Алабугин

По теме «Создание интеллектуальных систем и функциональных материалов»

1. Разработаны новые редокс-чувствительные наноносители для доставки Доксорубицина — одного из антрациклиновых антибиотиков, в клетки глиобластомы — агрессивного вида рака, чаще возникающего в головном или спинном мозге.

Авторы: Мансурова Э.Э., Любина А.П., Амерханова С.К., Волошина А.Д., Шулаева М.М., Низамеев И.Р., Кадиров М.К., Зиганшина А.Ю., Семенов В.Э., Антипин И.С.

2. Впервые получены катионные модифицированные липосомы —транспортное средство для доставки множества биологически активных молекул. Показано, что интраназальное введение липосомальных препаратов в головной мозг трансгенных мышей с болезнью Альцгеймера, приводит к улучшению когнитивных функций у трансгенных животных.

Авторы: Гайнанова Г.А., Васильева Л.А., Кузнецов Д.М., Валеева Ф.Г., Зуева И.В., Беляев Г.П., Любина А.П., Волошина А.Д., Петров К.А., Захарова Л.Я., Синяшин О.Г.

3. Впервые осуществлено электрохимическое метилирование малослойного черного фосфора, производные которого являются активными гетерогенными катализаторами процесса электрокаталитического процесса разложения воды до молекулярного водорода.

Авторы: Яхваров Д.Г., Кучкаев А.М., Кучкаев А.М., Сухов А.В., Низамеев И.Р., Добрынин А.Б., Бабаев В.М., Губайдуллин А.Т., Синяшин О.Г.

4. На основе анализа электрохимических и квантово-химических данных установлена корреляция между обратным квадратом величины энергетической щели и значением первой гиперполяризуемости широкого ряда полиеновых D-π-A хромофоров, что в совокупности с данными о редокс потенциалах концевых структурных блоков может использоваться для настройки нелинейно-оптической активности хромофоров.

Авторы: Будникова Ю.Г., Дудкина Ю.Б., Фазлеева Г.М., Исламова Л.Н., Левицкая А.И., О.Д. Фоминых, Калинин А.А., Балакина М.Ю.

Руководитель КФТИ им. Е.К. Завойского кандидат физ.-мат. наук С.М. Хантимеров Сергей Мансурович

Важнейшие результаты физиков представил руководитель КФТИ им. Е.К. Завойского Сергей Мансурович Хантимеров.

Для утверждения членами Объединенного Ученого Совета из 9 «важнейших…» на Ученом Совете КФТИ путем мягкого голосования были отобраны следующие 4:

1. Генерация коротких импульсов с помощью фильтрации фазово-модулированного излучения непрерывного лазера – предложен метод генерации коротких импульсов с высокой частотой повторения. Метод может быть применен для мультеплексирования с разделением по времени для уплотнения каналов связи. (Р.Н. Шахмуратов)
2. Проявление памяти и «бабочка» в фотонном эхо на ионах эрбия в LuLiF₄ и YLiF₄. (А.М. Шегеда, С.Л. Кораблева, О.А. Морозов, В.Н. Лисин, Н.К. Соловаров, В.Ф. Тарасов)
3. Нематика ферромагнитного состояния в EuFe₂As₂ с помощью магнитных и магнитнорезонансных измерений.(Ю.И. Таланов, И.И. Гимазов, Р.Б. Зарипов, К.С. Перваков, В.А. Власенко, В.М. Пудалов, Г.Б. Тейтельбаум)
4. Магнитная фазовая диаграмма и признаки Китаевского поведения в антимонате Na₃Co₂SbO₆ с магнитной решеткой типа пчелиных сот. (Е. Вавилова, Т. Васильчикова, А. Васильев, Д. Михайлова, В. Налбандян, С. Стрельцов)

На вопрос коллег, где можно использовать полученные данные, был получен хороший ответ: «Пока нигде. Это чисто фундаментальные исследования, выполненные в рамках госзадания. Возможно, что их прикладное применение состоится через 20-30 лет».

Руководитель КИББ д.б.н., проф. В.М. Чернов 

Третий выступающий — руководитель Казанского института биофизики и биохимии Владислав Моисеевич Чернов, представил 7 важнейших результатов, полученных учеными КИББ в 2023 году: 

1. Обнаружена беспрецедентная 16(S)-липоксигеназа, липоксигеназа-3 огурца, специфически окисляющая a-линоленовую кислоту и другие ω3-жирные кислоты по позиции ω3. ω3-Липоксигеназа может найти применение для биоинженерного синтеза резольвинов, медиаторов разрешения воспалительных процессов. (Лаборатория оксилипинов, зав. лаб. — академик РАН А.Н. Гречкин)
2. Установлено, что ключевую роль в защите лишайников от светового стресса, играют пигментированные и непигментированные вторичные метаболиты микобионта. Понимание механизмов защиты от светового стресса экстремофилов способствует разработке приемов защиты и повышения урожайности сельскохозяйственных культур (Лаборатория окислительно-восстановительного метаболизма, зав. лаб. -д.б.н. Ф.В. Минибаева)
3. Расшифрованы первые стадии нового метаболического пути деградации абсцизовой кислоты (АБК) ризосферными бактериями. Изучение процесса деградации АБК открывает перспективы использования данных бактерий в качестве компонента комплексных биоудобрений. (Лаборатория молекулярной биологии, зав. лаб. — д.б.н. Ю.В.Гоголев совместно с ВНИИ СХМ, Пушкин, Санкт-Петербург)
4. Показано, что ключевую роль в переключении бессимптомной инфекции при взаимодействии пектолитических бактерий с растениями в острый патологический процесс играют физиологические перестройки хозяина. (Лаборатория инфекционных заболеваний растений, зав. лаб.- к.б.н. В.Ю. Горшков)
5. Разработан комплексный подход для исследования состояния гидравлической системы интактных растений. (Лаборатория механизмов роста растительных клеток, зав. лаб. — д.б.н., проф. Т.А. Горшкова)
6. Установлено, что различные стадии роста клеток растяжением, формирование разных типов клеточных стенок и адаптация растений к воздействию патогенов характеризуются формированием специфичных комбинаций углевод-распознающих белков – лектинов. Это открывает перспективы для изучения механизмов белок-углеводных взаимодействий и их роли в различных физиологических процессах, а также для работы с генами лектинов при получении новых устойчивых сортов сельскохозяйственных культур (Лаборатория гликобиологии растений, зав. лаб. — П.В. Микшина, совместно с Лабораторией механизмов роста растительных клеток)
7. Установлено, что баланс вызванной квантовой и неквантовой секреции нейромедиатора ацетилхолина в двигательных нервных окончаниях определяется степенью окисления холестерина. Полученные данные помогут в разработке новых стратегией для коррекции нарушений нервно-мышечной передачи (Лаборатория биофизики синаптических процессов, зав. лаб. — к.б.н. Д.В. Самигуллин). 

Заместитель руководителя по научной работе, д.ф.-м.н. А.А. Аганин  

Важнейшие результаты деятельности ученых Института механики и машиностроения представил заместитель руководителя по научной работе, д.ф.-м.н. Александр Алексеевич Аганин, начавший свое выступление с самого процесса кавитации — появления в жидкости пузырьков пара и моментального их схлопывания, рассказав о возникающих проблемах и области применения –хирургия, дерматология, стоматология, косметология и др.

1. Изучено влияние характеристик межфазного массообмена на коллапс кавитационного пузырька в воде. Полученные результаты представляют интерес для специалистов, занимающихся моделированием и изучением кавитации.

Научный руководитель: д.ф.-м.н., проф. Аганин А.А.
Исполнители: к.ф.-м.н. Мустафин И.Н., к.ф.-м.н. Халитова Т.Ф., к.ф.-м.н. Хисматуллина Н.А.

Области потенциального применения — в качестве контрастного вещества при УЗИ; для блокировки кровотока к раковой опухоли — под действием ультразвука пузырьки растут и перекрывают сосуды, питающие опухоль. 

2. Изучена динамика инкапсулированной капли перфторуглерода в вязкоупругой жидкости при акустическом возбуждении.

Научный руководитель: член-корр. РАН Губайдуллин Д.А.
Исполнитель: к.ф.-м.н. Федоров Ю.В.

Установленные закономерности представляют интерес для развития технологии газовой эмболотерапии – метода борьбы с раковыми клетками путем блокировки питающих их кровеносных сосудов воздействием ультразвука на введенные капли перфторуглерода.

3. Разработан новый метод решения задачи идентификации поля проницаемости трехмерного пласта, использующий и сохраняющий априорную информацию о распределении проницаемости на скважинах, полученную геофизическими методами.

Научный руководитель: д.ф.-м.н., проф. Никифоров А.И.
Исполнители: к.ф.-м.н. Елесин А.В., к.ф.-м.н. Кадырова А.Ш., к.ф.-м.н. Цепаев А.В.

По этому направлению Институт подготовил Проект, направленный на повышение эффективности добычи углеводородного сырья в условиях истощения основных нефтяных месторождений РФ, ухудшения структуры остаточных запасов нефти. Предполагается, что основными потребителями результатов проекта станут крупные нефтяные компании РФ, а также компании стран ближнего и дальнего зарубежья.

Руководитель Института энергетики и перспективных технологий д.т.н., проф. Н.И. Михеев

Важнейшие результаты работы Института энергетики и перспективных технологий представил руководитель ИЭПТ д.т.н., проф. Николай Иванович Михеев в соответствии с тематикой проводимых исследований.

Тема: «Комплексный расчетно-экспериментальный анализ состояния и развития трещин при термомеханическом циклическом деформировании»

Авторы: В.Н.Шлянников, А.Г.Суламанидзе, Д.А.Косов 

1. Разработан метод и реализован алгоритм численного сопряженного мультифизического анализа циклического механического нагружения и получены поля параметров НДС в вершине трещины при нестационарном температурном состоянии материала в условиях индукционного нагрева и конвективного воздушного охлаждения
2. Установлены закономерности влияния термомеханического деформирования на характеристики циклической трещиностойкости жаропрочного никелевого сплава ЭИ698 и их взаимосвязь с доминирующими механизмами разрушения

Тема: «Анализ гемодинамических аспектов риска окклюзии сосудистых трансплантантов при шунтировании артерий нижних конечностей» Авторы: В.М.Молочников, Н.Д.Пашкова, А.Н.Михеев

1. Установлены основные закономерности структуры течения в области разветвления каналов, моделирующей зону соединения шунта, обходящего пораженный участок артерии, с артерией-хозяином. Выявлены условия   локальной  турбулизации   потока   и   физические механизмы роста   пульсаций скорости: низкочастотные  колебания формы области отрыва потока и   формирование на ее внешней границе в фазе торможения вихревых структур – разгонных вихрей.
2. Обнаружены существенные отличия распределения компонент вектора поверхностного трения по сравнению с трением в неповрежденной артерии, установлены диапазоны фаз колебаний расхода, где эти отличия наиболее выражены

Прикладное значение полученных результатов: более глубокое понимание причин роста внутренней поверхности сосуда, приводящих к окклюзии сосудистого протеза и необходимости повторного хирургического вмешательства; формулировка подходов к продлению срока службы сосудистых трансплантантов.

Тема: Методика анализа основных кинетических параметров, характеризующих термохимическую конверсию

Авторы: Ю.В. Караева, С.И. Исламова, А.М. Тартыгашева, С.С. Тимофеева, М.Ф. Гильфанов, Д.В. Ермолаев, М.В. Слобожанинова, Е.Е. Лучкина, О.А. Сидоркина, Р.Ф. Камалов

1. Разработана универсальная методика для изучения процессов термохимической конверсии (пиролиз, горение, газификация), основанная на анализе взаимосвязи нормированных значений энергии активации, предэкспоненциального множителя и алгебраической функции механизма реакции.
2. Связь между кинетическими параметрами впервые была проанализирована с помощью метода Кригинга (регрессии на основе гауссовских процессов) и представлена в виде трехмерных поверхностей и их проекций.

Разработанная методика позволяет:

• определять оптимальные технологические параметры процесса, необходимые для проектирования аппаратов термохимической конверсии и получения продуктов заданного качества в энергосберегающем режиме;
• формировать упрощенные (двухпараметрические) кинетические уравнения для последующего численного моделирования пиролиза, горения или газификации и их стадий;
• прогнозировать кинетические параметры термического разложения низкосортных и композитных топлив, полученных из биомассы, смесей углей, торфов, сланцев, а также отходов различного происхождения.

Тема: «Высокоэффективное устройство подготовки потока»

Авторы: Н.И. Михеев, Н.С. Душин, А.А. Валеев, О.А. Душина, С.А. Колчин

1. Разработано устройство подготовки потока, нивелирующее гидродинамическую неравномерность течения и снижающее акустический шум в широком диапазоне частот. Наибольшая акустическая эффективность УПП достигнута в диапазоне частот от 30 до 100 кГц, что соответствует области высокой чувствительности к шуму датчиков ультразвуковых расходомеров. УПП эффективно работает в каналах с широким набором пространственных конфигураций трубопроводов как на стационарном режиме течения, так и в случае периодического изменения расхода. Важнейшая особенность устройства – низкий коэффициент гидравлического сопротивления.

Области применения: учет расхода при транспортировке газа, калибровка расходомеров,  сопел и испытания агрегатов авиационной и ракетной техники, химическое производство.

Важнейшие результаты деятельности ученых ТатНИИСХ представила заместитель руководителя по научной работе кандидат биологических наук  Зиннатова Фарида Фатиховна.

Заместитель руководителя по научной работе ТатНИИСХ, к.б.н. Ф.Ф. Зиннатова 

1. Выведен новый сорт картофеля — Блоссом (получен патент РФ)

Авторский коллектив: Вологин С.Г., Гизатуллина А.Т., Гимаева Е.А., Замалиева Ф.Ф., Сафиуллина Г.Ф., Сташевски З. и др.

Сорт устойчив к возбудителю рака картофеля, фитофторозу, парше обыкновенной, ризоктониозу, морщинистой и полосчатой мозаике, а также устойчив к непродолжительной засухе и повышенным температурам.

2. Созданы новые сорта яровой пшеницы, обеспечивающие стабильность валовых сборов зерна и улучшение их качества, созданные в рамках международной программы «Экада»

Авторский коллектив: Василова Н.З., Асхадуллин Д-л.Ф., Асхадуллин Д-р. Ф., Багавиева Э.З.

• Сорт яровой мягкой пшеницы Экада 265 (патент РФ)
• Сорт яровой мягкой пшеницы Экада 282 (патент РФ)

Оба сорта включены в Государственный реестр селекционных достижений по Уральскому региону Российской Федерации.

3. Выведен новый сорт гороха посевного Салават (патент РФ) с повышенным содержанием белка.

Авторский коллектив: Фадеева А.Н., Шурхаева К.Д., Хуснутдинова А.Т, Абросимова Т.Н. и др.

Сорт обладает крупными семенами и высокими кулинарными свойствами, по разваримости, цвету и вкусу каши соответствует ценным сортам.

В 2022 году максимальная урожайность была получена в Республике Башкортостан. В 2023 г. сорт прошел производственное испытание в ООО «Заиковский» Мензелинского района РТ.

4. Разработана кормовая добавка для повышения молочной продуктивности коров

Авторский коллектив: Крупин Е.О., Шакиров Ш.К.

Сбалансированный состав добавки обеспечивает нормализацию пищеварительных процессов в рубце высокопродуктивных коров в первый период лактации.

Получено положительное решение о выдаче патента РФ.

Вопросов было много ко всем докладчикам… 

Сообщение А.Г. Шмелева о мероприятиях к 300-летию РАН

В завершение заседания ОУС о мероприятиях по поляризации науки в рамках предстоящего 300-летнего юбилея создания Российской академии наук сообщение сделал Артемий Геннадьевич Шмелев – с.н.с. лаборатории Квантовой оптики КФТИ им. Е.К. Завойского, сформулировав цель просветительских встреч: «Каждый горожанин должен знать, чем занимаются ученые Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр РАН».

Пресс-центр ФИЦ КазНЦ РАН