Топ-6 научных достижений Харькова и Украины

«Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества» — данные слова принадлежат первому человеку, ступившему на Луну, Нилу Армстронгу. Ученые во всем мире в лабораториях или на экспериментальных площадках каждый год делают по несколько тысяч таких «маленьких шагов», для того чтобы решить глобальные проблемы человечества.

Ушедший год дал нам немало примеров научных результатов очень высокого уровня. Наши ученые впервые в Украине разработали оборудование для изготовления комплектующих к турбинам и авиадвигателям способом 3D-печати. Создали метод электрохимического извлечения радионуклидного загрязнения с поверхностей технологического оборудования атомных электростанций. Предложили новые способы сбережения электроэнергии и изобрели способ предохранения полимерных изделий от бактерий.
Все достижения в одной статье перечислить невозможно, поэтому хочу предложить читателям авторскую подборку достижений харьковской и украинской науки.
1. «Вирус-мутант, иду на вы!»
И начну, конечно, с самого главного, что волнует нас вот уже два года, — с борьбы с коронавирусом. Ведь без науки не удалось бы защитить человечество от многих опасных болезней, уносящих миллионы жизней.
Ученые Института молекулярной биологии и генетики Национальной академии наук Украины (ИМБГ НАНУ, Киев) изучают мутации коронавируса с помощью метода секвенирования нового поколения. Благодаря работе киевских генетиков, страна знает, какие именно штаммы коронавируса циркулируют по территории Украины.

Нет нужды объяснять, как важны своевременная разработка и производство эффективных вакцин, специ­фических против циркулирующих на данный момент возбудителей вирусных болезней, или против мутаций этих вирусов, которые прогнозируются в стране в ближайшее время. Ученые ИМБГ предлагают создать универсальную кассетную платформу, в которой можно клонировать и быстро изменять любые штаммы и варианты любых вирусов и патогенов для получения различных типов вакцин: ДНК, РНК и белковых.
В ближайшее время это направление станет очень актуальным, поскольку ни одна иностранная фармацевтическая компания из-за коммерческих интересов и стремления как можно больше заработать на существующих разработках не способна так быстро реагировать на меняющуюся ситуацию. Специалисты Института молекулярной биологии и генетики Национальной академии наук Украины готовы решить эту задачу быстро и эффективно.
Тем временем в Институте биологии клетки и Институте биохимии им. О.В. Палладина (Киев) продолжаются исследования по созданию отечественных вакцин против COVID-19.

2. Перед ликом Вселенной
Недавно подписано дополнительное соглашение к Договору о сотрудничестве между Радиоастрономическим институтом (РИ) НАН Украины (Харьков) и Центром космических исследований (ЦКД) Польской академии наук (ПАН), которое предусматривает объединение усилий харьковских радиоастрономов с польскими коллегами из Отделения физики Солнца ЦКД для интерпретации экспериментальных данных, полученных ранее и поступающих из солнечного рентгеновского спектрометра-телескопа STIX (The Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays) межпланетной космической миссии Европейского космического агентства Solar Orbiter.
Спектрофотометр SphinX-NG предназначен для наблюдений рентгеновского излучения короны Солнца, в то время как миниатюрный регистратор-анализатор электронов и протонов будет наблюдать состояние радиационных поясов в магнитосфере Земли.
Предусмотренные научной темой исследования, которые выполняет интернациональный коллектив, являются составной частью проекта Общегосударственной целевой научно-технической космической программы Украины на 2021-2025 годы по теме «Фундаментальные и прикладные космические исследования».
Кстати, в минувшем году в Научно-технологическом комплексе «Институт монокристаллов» НАНУ (Харьков) вышла в свет научно-популярная книга «Перед ликом Вселенной», в которой поднимаются научные и философские проблемы происхождения Вселенной, а также земной цивилизации как космического феномена.
Авторы — доктор физико-математических наук, академик НАНУ, дважды лауреат Государственной премии Украины в области науки и техники (1999; 2000) Владимир Семиноженко и доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом теории конденсированного состояния вещества НТК «Институт монокристаллов» Владимир Яновский. В доступной форме авторы рассказывают не только о рождении жизни, свойствах материи, но и о том, как в человеческом обществе проявляется теория вероятностей и нелинейных явлений.
И приходят к выводу, который, возможно, слегка удивит наш пытливый ум: «Наука нужна не для того, чтобы мы жили лучше. Качество жизни — это просто побочный продукт науки. Наука нужна для того, чтобы мы вообще жили. Только Разум является гарантией жизни».
Как тут не вспомнить слова Станислава Лема из его неустаревающей книги «Сумма технологий»:
«…а всякое невежество, проявленное сейчас, человечеству придется дорого заплатить потом».

3. Наши на Большом адронном коллайдере
Институт сцинтилляционных материалов НАН Украины (НТК «Институт монокристаллов», Харьков) стал членом эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере.
В течение нескольких последних лет ученые Института сцинтилляционных материалов (ИСМА) НАН Украины разрабатывали и продвигали идею создания новой непрозрачной сцинтилляционной среды для детектирования частиц в экспериментах по физике высоких энергий. И это направление было признано перспективным в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН). Следствием этого признания стало приглашение группы харьковских ученых под руководством доктора технических наук Андрея Бояринцева к участию в одном из четырех центральных экспериментов на Большом адронном коллайдере — LHCb (Large Hadron Collider beauty). В рамках коллаборации намечено обновление детектора PLUME с использованием новых сцинтилляторов, разработанных в Харькове.

4. Безопасная ядерная энергетика…
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» осуществил физический пуск ядерной подкритической установки. Напомним, что установка создавалась при участии международного сообщества — специалистов из Украины, США, Великобритании, Китая, Германии, Швейцарии и России.
Успешное введение в эксплуатацию ядерной подкритической установки «Источник нейтронов» стало залогом создания современной экспериментальной базы для научного сопровождения ядерной энергетики Украины, в частности, продления сроков эксплуатации реакторов АЭС, а также исследований с нейтронами в области ядерной физики и энергетики, радиационной медицины, радиационного материаловедения, производства медицинских изотопов. Кроме того, сама ядерная установка станет объектом исследований как прототип новых безопасных источников энергии на базе подкритических систем.
Напомним, что ядерная подкритическая установка «Источник нейтронов» — это уникальная инновационная технология, которая по техническим характеристикам на сегодня не имеет аналогов в мире. Промышленное использование подобного оборудования исключает ядерные аварии, позволяет сжигать широкий спектр радиоактивных элементов и делает ядерную энергетику безопасной и экологически чистой.
Кроме того, сама установка является объектом исследований как прототип новых безопасных источников энергии.

5. …и смягчение последствий изменений климата
В октябре 2021 года на страницах престижного международного научного издания «Renewable and Sustainable Energy Reviews» («Обзоры возобновляемых источников и устойчивой энергии»), публикующего наиболее интересные исследования в области перехода к низкоуглеродному будущему, опубликована статья ученых сектора прогнозирования развития топливно-энергетического комплекса Института экономики и прогнозирования НАН Украины (Киев): «The role of bioenergy in Ukraine’s climate mitigation policy by 2050» («Роль био­энергетики в политике Украины относительно смягчения влияния на климат до 2050»).
Авторы — ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук Александр Дячук; заведующий сектором, кандидат экономических наук Роман Подолец и старший научный сотрудник, кандидат экономических наук Галина Трипольская при участии экономиста-исследователя Центра анализа глобальной торговли (США), кандидата экономических наук Максима Чепелева — проанализировали ситуацию с развитием технологий применения биомассы в энергетике, а также предложили меры по использованию биомассы в Украине, что даст экономический эффект 14,0–19,6 млрд евро и снизит среднюю стоимость сокращения выбросов на 10,8–14,3 евро/т CO2 (или его эквивалента) в течение 2020–2050 годов.
В мире уже заметили, что представленные в этой работе выводы важны не только для принятия политико-экономических решений в Украине, но и послужат другим странам.
В то же время в издательстве «Наукова думка» НАН Украины вышла в свет монография ученых Института проблем машиностроения им. А. М. Подгорного НАН Украины (Харьков) под общей редакцией академика
Ю. М. Мацевитого «Инновационное взаимодействие науки с отечественным топливно-энергетическим комплексом: опыт ИПМаш НАН Украины».
Изложены результаты исследований и разработок, выполненных учеными ИПМаш НАН Украины для топливно-энергетического комплекса, особенно за последние 20 лет. Представлены инновационные предложения, необходимые для сохранения и развития оте­чественной энергетики и обеспечения энергонезависимости Украины.

6. «Гидробиолог» отправляется в реку-море
Судно «Гидробиолог», принадлежащее Национальной академии наук Украины, было спущено на воду после модернизации.
Директор Института гидробиологии НАН Украины (Киев) Сергей Афанасьев отмечает, что уникальный корабль класса река-море спроектирован и укомплектован для научных исследований широкого профиля, от чисто гидробиологических/ихтиологических до радиологических, гидрогеологических и гидрофизических, в частности, методами гидроакустики.
Возможна смена состава бортового гидрологического комплекса модульных научно-исследовательских лабораторий в зависимости от программы исследований.
В частности, организацию и проведение экспедиционных работ судовой научно-исследовательской лаборатории гидроакустики обеспечивают представители Научного гидрофизического центра НАНУ, отделения гидроакустики Института геофизики им. С. И. Субботина НАН Украины (Киев) и Института радиофизики и электроники имени А. Я. Усикова НАН Украины (Харьков).
Это тем более актуально, так как ООН объявила Десятилетие наук об океане в интересах устойчивого развития (2021–2030 гг.).