Results 1 to 2 of 2

Thread: Наука и техника в Армении (новости, достижения, проблемы и пути их решения)

  1. #1

    Default Наука и техника в Армении (новости, достижения, проблемы и пути их решения)

    СТАРЫМ НАУЧНЫМ ТРАДИЦИЯМ - НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
    Взаимодействие государства и науки вот уже много лет является одной из самых актуальных и одновременно сложных вопросов не только для Армении, но и других стран. Россия, к примеру, прилагает сейчас огромные усилия и вкладывает серьезные средства в развитие фундаментальных исследований. Хотя дискуссии там не утихают и по-прежнему остается масса сомнений по поводу того, не упущено ли уже время. Ведь буквально за какие-то несколько лет можно растерять весь потенциал, который накапливался десятилетиями. И вряд ли удастся в кратчайшие сроки восстановить все в былом виде, потому что наличие у страны сильной фундаментальной науки - результат кропотливой и упорной работы многих поколений ученых.

    “Правда, тут возникает вопрос: а нужна ли вообще фундаментальная наука для такой маленькой страны, как Армения? По сути, она чисто случайно “получила” ее в советское время, будучи частью большой страны, которая развивалась и соответственно стремилась поддерживать свой оборонный комплекс в надлежащем состоянии. Вопрос этот за последние двадцать лет так и оставался открытым у нас, и никакого серьезного анализа состояния отечественной науки и приоритетов ее развития проведено не было за это время”, - рассказал в беседе с нами директор Ереванского института физики имени А.И. Алиханяна Ашот ЧИЛИНГАРЯН.

    Ситуация кардинально изменилась в прошлом году, когда по решению премьер-министра Тиграна Саргсяна была создана экспертная комиссия во главе с академиком РАН Юрием Оганесяном, куда вошли именитые ученые из России, Франции, Германии, США и Великобритании. За довольно короткий срок эксперты представили свои заключения, которые сводились к тому, что Институт физики, сохранив свои направления, должен расширить рамки деятельности, в частности, в сферах ядерной физики и передачи инновационных технологий. Кроме того, учитывая пройденный путь института и сложившиеся здесь традиции, он при должном внимании государства вполне может стать центром, который свяжет промышленность, образовательную систему и фундаментальную науку.

    В итоге, в середине июня текущего года правительством было принято решение о переименовании Ереванского института физики в Национальную научную лабораторию, которая впоследствии должна стать научно-техническим центром, соответствующим международным критериям.

    “Осуществление этой реформы стало первым крупным шагом государства, направленным на развитие науки. Фактически, оно обозначило позицию Армении в вопросе взаимодействия государства и науки. Для нас же важно то, что, во-первых, получаем новый статус - статус Национальной лаборатории по примеру американских и европейских институтов. Во-вторых, увеличивается базовое финансирование, что тоже приятно. Но самое главное, мы как бы получаем внимание со стороны государства. Здесь уже есть наметки того, что будут очерчены конкретные направления нашей деятельности, поскольку правительство начинает понимать, что ему нужно в науке. И, если оно чего-то хочет, то, следовательно, должно обеспечить условия для того, чтобы поставленные задачи выполнялись. Это дает надежду на то, что наши будущие исследования будут должным образом профинансированы. Ведь, что греха таить, финансирование науки всегда было на таком уровне, чтоб не дать ученым умереть с голоду. В итоге, прежде престижная профессия ученого в Армении превратилась в статус презренного попрошайки, который постоянно просит у государства денег неизвестно на что. Но, если государство хочет что-то получить от науки, то должно и вложить в нее”, - полагает г-н Чилингарян.

    И действительно, на протяжении последних двух десятилетий каких-либо крупных инвестиций в Институт физики практически не осуществлялось. Сейчас же государство выделило порядка 575 млн драмов для модернизации инфраструктур, повышения зарплат и осуществления расходов по текущему обслуживанию. Однако, несмотря на такой спад, здесь, по словам директора института, до сих пор остается необходимый ресурс для достижения определенных целей в научном и технологическом прогрессе. Ведь крупная Национальная лаборатория - это не только место, где выполняются работы по заданию государства. Скорее, это территория, вокруг которой могут создаваться множество небольших фирм, ориентированных на высокотехнологичное производство.

    Уже в этом году, по словам нашего собеседника, за счет международных грантов в размере около 1 млн долларов начнется капитальный ремонт индустриальных помещений института для того, чтобы приступить к производству. Для начала это могут быть, к примеру, контейнеры для горячей воды. Технология довольно простая: производятся контейнеры из металла, которые за счет солнечной радиации нагреваются и обеспечивают дома горячей водой, экономя при этом огромное количество энергии. На Ближнем Востоке и Греции подобные контейнеры висят чуть ли не на каждом доме, а у нас в стране, где солнца более чем достаточно, их пока нет. Кроме того, в скором будущем будут реализованы также проекты, основанные на лазерных технологиях. Проще говоря, на базе Национальной лаборатории появятся маленькие производства для промышленности Армении, в которых в некоторой степени будет использован и научный потенциал института.

    Одновременно лаборатория станет центром ядерной медицины в Армении. В этом плане здесь имеется два направления: это, во-первых, диагностика, которая сейчас на фоне роста раковых заболеваний очень актуальна у нас, и, во-вторых - терапия раковых опухолей. На сегодня оба эти направления резко развиваются во всем мире, и многие крупные клиники широко используют в медицине новейшие достижения экспериментальной физики. Конечно, это очень дорогие устройства, но именно они дают возможность четко видеть, что творится в организме человека. Поэтому их применение способствует повышению эффективности как при хирургическом вмешательстве, так и проведении химиотерапии.

    Все эти приборы основаны на ядерных технологиях, точнее - изотопах, которые в скором времени будут “производить” и у нас. Одним словом, не далек тот день, когда выражение “неточный диагноз” не станет более вызывать озабоченность пациентов. Реализация этой медицинской программы возложена на Фонд национальной конкурентоспособности. Процесс закупа из Бельгии новейших технологий производства изотопов - циклотрона - практически на стадии завершения. Однако для его перевозки, строительства специального помещения и запуска понадобится немало времени, поскольку требования к радиационной безопасности здесь очень жесткие. По подсчетам г-на Чилингаряна, примерно года через три на территории Национальной лаборатории уже будет задействовано предприятие, которое займется производством, продажей и поставкой изотопов в клиники Еревана. Изотопы эти будут вставляться в сканеры специального оборудования, позволяя врачам тем самым осуществлять точную диагностику раковых опухолей.

    Впрочем, немного трудно представить Национальный центр без крупного и амбициозного проекта. Да, задействование циклотрона приведет к ощутимым изменениям, но процесс этот не способен охватить широкий круг научных сотрудников. Ведь циклотрон, по сути, - автоматическая машина, которая будет самостоятельно производить изотопы, которые, возможно, будут использованы и для обучающих целей. Однако здесь нужны проекты, способные сконцентрировать вокруг себя множество новых производств. Поэтому сегодня в Институте физики активно обсуждается вопрос создания нового ускорителя элементарных частиц, о чем, кстати, неоднократно говорила экспертная комиссия, рекомендуя обратить пристальное внимание именно на ядерную физику.

    Построенный еще в 70-х годах прошлого столетия, имевшийся ускоритель устарел как морально, так и физически и, естественно, уже не может быть использован. Для проектирования и сооружения нового ускорителя, который будет обеспечивать сферы прикладных наук и медицины, будет израсходовано по самым грубым подсчетам порядка 50-60 млн долларов. Это сравнительно небольшие суммы, если учитывать, что ускоритель элементарных частиц, построенный в Европейском центре ядерных исследований CERN (Centre Europeen de Recherche Nucleaire), обошелся практически в 10 млрд долларов.

    Новый ускоритель позволит решить множество прикладных задач, в том числе тестировать электронику, которая будет отправлена в космос. Кроме того, он позволит осуществлять терапию раковых заболеваний. В Германии, к примеру, создали машину, где создаются пучки протонов и углерода, которые далее проникают в тело человека и лечат опухоли. Но для того, чтобы реализовать столь масштабный проект, для начала необходимо провести множество обсуждений и создать, в итоге, проект ускорителя.

    “Мне кажется, что в течение года уже сможем подготовить этот документ, причем при строительстве нового ускорителя мы намерены максимально использовать имеющиеся ресурсы бывшего ускорителя. После этого эскизный проект будет разослан во все специализированные международные центры для экспертизы, со многими из которых у нас уже достигнута предварительная договоренность по этому поводу. Кроме того, у нас будет проведена конференция для презентации проекта международному научному сообществу. Ведь именно от поддержки научного мира во многом зависит возможность финансирования проекта в будущем. Само же строительство и запуск машины займут не менее 6-7 лет, поскольку это будет довольно большая машина. Но мы заложим сюда такие концепции, что даже через годы, потраченные на ее строительство, она по-прежнему будет передовой”, - пообещал г-н Чилингарян.

  2. #2

    Default Re: Наука и техника в Армении (новости, достижения, проблемы и пути их решения)

    Эта новость не из Армении (к сожалению), но по-моему есть потенциальная возможность адаптировать ее в Карабахе, что было бы здорово...

    Шелкопряд помог сплести исчезающее оптоволокно
    Коконы тутового шелкопряда – уникальная находка человека, обеспечившая ему появление нежной и роскошной ткани. Однако американские учёные нашли прочному и натуральному волокну другое применение. После несложной обработки его можно использовать в качестве оптических устройств, применение которых поможет медицине безопасно контролировать многие процессы в живом организме.
    Коконы тутового шелкопряда доставляют в Америку из Японии. Большинство из них уходит на производство шёлковых тканей и одежды, однако часть достаётся и научным группам.
    Биоинженер Фьоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto) из американского университета Тафтс однажды задумался над другими возможными применениями прочных белковых волокон, которые навивают вокруг себя гусеницы.
    Идея создания оптических устройств на основе шёлка появилась у Фьоренцо, когда он вёл совместную работу со своим соседом по этажу профессором Дэвидом Капланом (David Kaplan), занимающимся созданием из белков шёлка различных каркасов для биологических тканей.
    Оменетто, будучи физиком, быстро понял, что если из нитей тутового шелкопряда (после соответствующей обработки) можно создать заменитель роговицы глаза, то почему бы не использовать эту же технологию для создания особого оптоволокна?
    Вместе с Капланом они продумали и разработали технологию создания из шёлковых волокон оптических материалов, которые стали основой для различных биологических сенсоров и прочих устройств.
    Почему же предпочтение отдаётся именно шёлку? Во-первых, потому что его волокна одни из самых прочных (среди натуральных материалов). Кроме того, белки этого природного продукта растворяются в теле человека без каких-либо последствий для его здоровья.
    Создание устройств на основе шёлка не требует обработки исходного продукта едкими и ядовитыми химическими соединениями, нет необходимости использовать высокие температуры (как в случае со стеклом и различными пластиками).
    Как следствие, в процессе обработки к белкам шёлка можно «пришить» другие биологические молекулы, которые не выжили бы в агрессивной среде.
    Такие встроенные вещества могли бы работать годами. Хотя, конечно же, всё зависит от конкретных свойств и «долголетия» того или иного соединения, ведь в любом живом организме идёт постоянное обновления клеток и материалов в связи с их биологическим изнашиванием.
    В ходе своих исследований Фьоренцо выяснил, что при всём при этом работают «шёлковые» имплантаты не хуже, а то и лучше своих искусственных аналогов. (Смотрите интервьюисследователя.)
    О том, как именно в лаборатории Оменетто создают природное оптическое волокно, рассказывает ведущий технолог Кармен Преда (Carmen Preda).
    Чтобы довести шёлковые волокна до необходимого состояния, проводится несколько этапов обработки нити, созданной гусеницей тутового шелкопряда (Bombyx mori).
    В таком виде материал привозят к учёным. Нить в коконе можно растянуть на длину 300-900 метров (фото Porter Gifford).

    Сначала коконы разрезаются напополам, затем оттуда удаляется мёртвая личинка. Половинки варятся в растворе карбоната натрия (щелочная среда). Делается это, дабы растворился серицин, белковый компонент, склеивающий шёлковое волокно в кокон. Это вещество удаляют не столько для того, чтобы «размотать» нить, сколько из-за неблагоприятных последствий действия серицина на человеческий организм (вызывает нежелательные реакции со стороны иммунной системы).
    После того как волокна высыхают, их растворяют в бромиде лития, затем охлаждают и с помощью шприца закачивают в специальные картриджи, обычно используемые для диализа. Пакеты помешают в стакан с водой (таким образом химики «вытягивают» из раствора соль – уходит через полупроницаемую мембрану картриджа).
    В результате всех этих операций внутри контейнера остаётся чистый вязкий раствор фиброина, очищенного белка шёлка. Этот материал и становится основой для будущих разработок Оменетто.
    Слева: удаление серицина. Справа: Преда распределяет прозрачный раствор по картриджам для дальнейшей очистки (фото Porter Gifford).

    Сама по себе технология получения фиброина не нова, её в том или ином виде часто используют для получения из белка шёлковых волокон аминокислоты тирозина (её по сравнению с другими аминокислотами в фиброине существенно больше).
    Новизна данного исследования в том, какое применение протеину шёлка придумали американские исследователи.
    Для Фьоренцо сиропообразную жидкость распределяют по пробиркам. Чтобы создать оптический биосенсор, Оменетто добавляет к фиброину необходимые чувствительные к тому или иному компоненту вещества. «К этому водному раствору легко подмешать любое растворимое в воде соединение», — говорит учёный.
    Работает всё очень просто. Волокно со встроенной молекулой (детектором кислорода, сахаров или протеинов бактерий) меняет свою структуру, если в непосредственной близости от неё появляется соединение-цель. В результате меняются физические свойства материала сенсора, а именно характеристики проходящего через него света (в частности, цвет). Датчик фиксирует изменения и интерпретирует их в данные о соединении-цели.
    Простейший пример: чувствительный к кислороду гемоглобин. Захватывая восьмой химический элемент, он будет менять оптические характеристики волокна.
    Точно так же в живом организме гемоглобин меняет цвет крови, цикл за циклом захватывая и отдавая кислород (различия артериальной и венозной крови видны даже невооружённым глазом).
    Раствор фиброина пипеткой наносят на заготовку, через некоторое время прозрачный материал застывает, повторяя контуры как нано- так и макрообъектов (фото Porter Gifford).

    Впрочем, с разрабатываемыми биологическими сенсорами всё несколько сложнее. Заметить изменения на глаз удаётся очень редко (да это и не нужно, так как достоверный результат всё равно требует точных измерений и расчётов).
    Отметим, что гемоглобин – достаточно стабильный белок, что, несомненно, упрощает работу с ним. Однако биохимикам удалось сохранить активность и других, более «нежных» соединений – ферментов.
    В качестве показательного эксперимента группа Оменетто встроила в волокна фиброина летучее соединение пероксидазу, получаемое из растений хрена (Armorácia) и часто используемое в различных тестах. Затем хороший результат был получен и сгексокиназой (энзимом, связывающим сахара).
    Биохимики работают над увеличением эффективности поглощения соединений-целей (по сути чувствительности сенсоров).
    В будущем новую разработку планируют использовать в качестве имплантируемых биодеградирующих сенсоров, которые смогут контролировать состояние пациентов, перенёсших операцию или же имеющих хронические заболевания, например диабет (сенсор на глюкозу).
    Однако для того чтобы создать работающее устройство, мало просто дополнить фиброин чувствительными молекулами. Необходимо создать из материала матрицу, имеющую наноразмерные элементы. Это важно для работы будущего сенсора, ведь свет начнёт взаимодействовать с волокном только при условии соразмерности составляющих с длиной волны (для видимого света это диапазон в пределах 400-700 нанометров).
    Чтобы продемонстрировать оптические свойства шёлкового белка (как мы уже сказали, мало чем отличающегося от других оптических материалов), учёные создали матрицы с гемоглобином.
    При помощи обычной химической пипетки раствор разливается в специальные формы, после его оставляют высыхать при комнатной температуре в течение восьми часов. Затем полученные заготовки осторожно вынимают из формы щипцами.
    Устройство представляет собой красную пластину (цвет придают молекулы гемоглобина) с несколькими встроенными оптическими элементами, например дифракционной решёткой, расщепляющей белый свет на составляющие. Каждый из показанных здесь квадратиков является отдельным сенсором на кислород (фото Porter Gifford).

    Получаются простейшие сенсоры кислорода. По мере поглощения этого элемента из капли крови, нанесённой одним из учёных, пластинка меняет цвет. Как следствие, меняются характеристики проходящего сквозь сенсор света. Их регистрирует фотодиод.
    Ловить можно и глюкозу, и маркеры онкологических заболеваний, и продукты, выдающие присутствие определённых бактерий.
    Под действием вещества окраска крыла бабочки меняется радикальным образом (кадр из видео с сайта technologyreview.com).

    Однако результатом всей этой работы станут не только лабораторные чувствительные элементы. Оменетто уже создал устройство, которое перенаправляет свет от поверхности кожи к сенсору и обратно, где его показатели считывает фотодетектор.
    Такие структуры можно будет вживлять после операций по удалению опухолей (мониторинг развития осложнений и повторного развития патологических процессов), во время трансплантации органов и тканей (для контроля над приживаемостью). Со временем сенсоры растворятся в организме, как хирургические нити и создаваемые Капланом каркасы биологических тканей.
    В планах учёных создание сенсоров с более радикальной сменой цвета (заметной невооружённым глазом). На разработку таких устройств Фьоренцо вдохновили бабочки морфиды, у которых цвет крыльев определяется не пигментацией, а структурой микроскопических белковых палочек. Под действием молекулы-цели менялись бы положение наноструктур и общий цвет сенсора.
    По словам Оменетто, данная разработка – лишь вопрос времени, так как единственное препятствие на пути к таким более информативным сенсорам – это создание подходящих форм-заготовок.

Tags for this Thread

Bookmarks

Posting Permissions

  • You may not post new threads
  • You may not post replies
  • You may not post attachments
  • You may not edit your posts
  •  
PanArmenian.Net