🌀 Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова разработали подход для анализа параметров плазмы с использованием алгоритмов, сочетающих обратное преобразование Абеля и методы подавления шумов.

Это позволяет точнее моделировать плазму — ионизированный газ, активно применяемый в промышленности и науке.

➡️ Ход исследования
🔵Проанализированы 14 алгоритмов для восстановления параметров плазмы из экспериментальных данных.
🔵Тестировались три подхода к подавлению шумов:
1️⃣ Сглаживание — устранение выбивающихся значений путем усреднения.
2️⃣ Фильтрация — удаление высокочастотных шумов.
3️⃣ Регуляризация — добавление математического штрафа за отклонения модели от гладкости.
🔵 Проведен численный эксперимент, где исследователи оценивали точность алгоритмов на зашумленных данных, описывающих плазму.

➡️ Основные результаты
🔵 Алгоритм «Piessens-Verbaeten» оказался наиболее точным благодаря встроенным инструментам фильтрации.
🔵 Применение регуляризации снизило погрешности для всех алгоритмов до 8–12%, тогда как без нее ошибки доходили до 100%.
🔵 Метод показал высокую эффективность при малом количестве данных и сильных шумовых искажениях.

✅ Полученные данные помогут оптимизировать использование плазмы в лазерной сварке, резке, нанесении покрытий и других высокотехнологичных процессах.

⏰ В будущем ученые планируют применить подход к другим плазменным источникам, включая тлеющий разряд, чтобы расширить его применимость в исследованиях и производстве.

Результаты работы опубликованы в журнале Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. Анонс исследования украсил обложку январского номера.

📰 Подробнее — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

👨‍💻 Российские ученые из Института математических проблем биологии РАН провели исследование, в ходе которого оцифровали и опубликовали данные о распространении дождевых червей на территории России и сопредельных стран.

🪱 Дождевые черви — ключевая группа беспозвоночных, от которой зависит плодородие почвы. Их деятельность может изменять экосистемы, баланс углерода и даже состав растительности, как это уже произошло в лесах Канады из-за завезенных европейских видов.

Эти данные позволяют:
✔️оценивать состояние экосистем и их устойчивость;
✔️моделировать ареалы видов и прогнозировать их изменения;
✔️изучать влияние инвазий чужеродных видов на биоразнообразие.

➡️ Ход исследования 🔵Проанализировано более 300 публикаций советских и российских почвенных зоологов.
🔵Извлечено свыше 5 000 точек встреч видов дождевых червей.
🔵Данные охватывают малоизученные регионы Евразии, включая территорию бывшего СССР.

➡️ Основные результаты
Собранные данные существенно уточнили глобальные модели биоразнообразия. Ученые доказали, что Россия обладает гораздо большим разнообразием дождевых червей, чем это предполагалось ранее.

📂 Полученные данные размещены в глобальной информационной системе о биоразнообразии GBIF и доступны международному сообществу

✅ В будущем исследователи планируют пополнять базу, включая данные из проектов научного волонтерства, чтобы улучшить глобальные и региональные модели.

Результаты исследования опубликованы в Biodiversity Data Journal

📰 Подробнее — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

🌪️ Ученые из Сколтеха, Института электрофизики УрО РАН и ФИАН впервые описали звуковую турбулентность, используя метод параллельных вычислений на видеокартах.

Это позволило проводить сложные вычисления на обычном персональном компьютере вместо использования дорогостоящего суперкомпьютера.

🌀 Турбулентность — это сложное хаотическое поведение жидкостей, газов или нелинейных волн в различных физических системах. Она возникает, например, на поверхности океана из-за ветра и течений, в оптике при рассеивании лазерного излучения через линзы или в звуковых волнах, распространяющихся в средах вроде жидкого сверхтекучего гелия.

➡️ Ход исследования
🔵Разработано численное решение уравнения для описания звуковых волн в турбулентной среде.
🔵 Для расчетов использовались 4 видеокарты на одном ПК, которые распределяли задачи параллельно.
🔵 Проверена модель на примере звуковых волн в жидком сверхтекучем гелии при температуре около -270°C.

➡️ Основные результаты
🔵 Подтверждена теория волновой турбулентности, впервые предложенная советскими учеными в 1970-х.
🔵 Доказана возможность точного численного решения сложных уравнений на персональных компьютерах.
🔵 Результаты открывают новые перспективы для применения теории турбулентности в прогнозах погоды, астрофизике и ядерной энергетике.

✔️ Применение теории волновой турбулентности поможет точнее моделировать климатические изменения, процессы в атмосферах звезд и даже поведение океанических волн.

⏰ В дальнейшем ученые планируют изучать другие волновые системы, включая крупные океанические волны и магнитогидродинамические явления.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters

📰 Подробнее — в статье Коммерсантъ

#новостинауки_РНФ

🌊 Ученые из Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина, Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Красноярского научного центра СО РАН разработали экологически чистый реагент для ликвидации нефтяных разливов в Арктике.

Эта инновация поможет эффективно защищать морские экосистемы в условиях низких температур, минимизируя экологический ущерб.

Разработка решает несколько задач:
1️⃣снижает площадь нефтяного пятна,
2️⃣повышает эффективность очистки,
3️⃣безопасна для окружающей среды.

🛢️ Проблема нефтяных разливов особенно актуальна для Арктики, где нефть угрожает морской фауне и экосистемам. Решение этой задачи — ключевой шаг к устойчивому развитию региона.

➡️ Ход исследования
⏺️Основой реагента стали фосфолипиды из соевых бобов и изобутанол — экологически чистые и легко разлагаемые компоненты.
⏺️Эксперименты проводились при температуре воды 22°С, 7°С и 0°С. На поверхность воды с нефтью наносили синтезированный реагент.
⏺️ Впервые методы магнитно-резонансной томографии (МРТ) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) позволили изучить взаимодействие нефти, воды и льда в присутствии реагента.

➡️ Основные результаты
⏺️ Площадь нефтяного пятна сократилась на 89–93% всего за 1 минуту.
⏺️ Толщина нефтяной пленки увеличилась в 1,6-2,6 раза, что облегчает ее сбор с поверхности воды специальной техникой.
⏺️ Реагент меняет структуру льда под пятном, предотвращая образование «бутылочного горлышка» при замерзании.

⚡ Эти результаты демонстрируют, что новый реагент превосходит большинство существующих аналогов по эффективности и экологичности.

В будущем исследователи планируют протестировать реагент в природных условиях, учитывая такие факторы, как ветер и течения.

Результаты работы опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin

📰 Подробности — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

🙂 Ученые из ИОНХ РАН, НИУ ВШЭ, ИНЭОС РАН и ОИЯИ вместе с зарубежными коллегами синтезировали наноструктурированный материал для электродиализного разделения.

Разработка перспективна для качественной очистки воды от нитратов с возможностью их повторного применения в сельском хозяйстве.

➡️Ход исследования
🔵На основе кардового полибензимидазола с ионами цинка, меди и хрома получена серия новых металл-полимерных анионообменных мембран с различными молярными соотношениями металл/бензимидазольное кольцо.
🔵 Показано, что добавление ионов металлов приводит к сшивке полимерных цепей за счет координационных связей, а синтезированные мембраны обладают анионообменными свойствами.

➡️ Основные результаты
Предложен новый подход к получению нитрат-селективных анионообменных мембран на основе координационных полимерных комплексов кардового полибензимидазола и ионов d-металлов.

Параметры мембран сопоставимы с коммерческими образцами и достигают невероятно высоких значений коэффициентов селективного разделения анионов, особенно для медьсодержащей мембраны.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Membrane Science.

📰 Подробнее — в материале издания «Научная Россия».

#новостинауки_РНФ

⚡️Ученые из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН (Владивосток) разработали простую и масштабируемую технологию для создания кремниевых устройств нового поколения, чувствительных к поляризованному свету.

⏺️Поляризация — это характеристика, которая отражает, как векторы электрического и магнитного полей световой волны ориентированы в пространстве.

➡️ Ход исследования
🔵Исследователи использовали кремниевые пластины для создания фотодетекторов, на поверхности которых лазером были нанесены наноразмерные решетки, чувствительные к поляризации света.
🔵Физики протестировали полученные фотодетекторы, направляя на них свет разных длин волн (500–1600 нанометров, то есть зеленый, желтый, оранжевый, красный и инфракрасный), а также разной поляризации.

➡️ Основные результаты
Эксперимент показал, что кремниевые фотодетекторы различают поляризацию света в широком диапазоне длин волн, что соответствует красному и инфракрасному диапазонам. При этом эффективность улавливания ими падающего света составила 100%.

✔️ Благодаря таким характеристикам фотодетекторы можно будет использовать в медицине для исследования живых тканей и препаратов, а также в составе более сложных высокоточных оптоэлектронных устройств.

Результаты исследования опубликованы в журнале Surfaces and Interfaces

📰 Подробнее — на сайте Наука.РФ

#новостинауки_РНФ

🔗Ученые Университета МИСИС представили новый керамический материал с высокой прочностью, и максимальной устойчивостью к окислению, на основе которого в перспективе можно создавать надежные защитные покрытия и детали для атомной, аэрокосмической и автомобильной промышленностей.

📊Высокоэнтропийные материалы — это соединения, состоящие из более пяти элементов в равных пропорциях, включая оксиды, бориды, карбиды, нитриды и карбонитриды. Они обладают отличными механическими свойствами и устойчивостью к химическим воздействиям, нагреву, окислению и радиации, что делает их перспективными для современных технологий.

➡️ Ход исследования
🔵Чтобы улучшить стойкость материала к окислению, исследователи добавили в состав тугоплавкие цирконий и титан.
🔵Комбинируя различные методы обработки, ученые получили высокоэнтропийный карбонитрид. Усовершенствованные образцы отличались высокой прочностью и плотностью.

➡️ Основные результаты
Добавки значительно улучшили стойкость к высокотемпературному окислению: до модификации удельный прирост массы составлял 93 мг/см², после добавления титана и циркония он снизился на 83%. Введение азота в решетку высокоэнтропийного карбида уменьшило удельный прирост массы при окислении на 12%.

✅ Улучшенные материалы могут выдерживать экстремальную температуру, что делает их перспективными для износостойких элементов, в том числе турбин и выхлопных систем, где термическая стабильность имеет решающее значение.

Результаты исследования опубликованы в Journal of the European Ceramic Society (Q1)

📰 Подробнее — на сайте Naked Science

#новостинауки_РНФ

➡️ Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова выяснили, что активированные стромальные клетки — особый тип клеток, которые «включаются» во время развития фиброза, — могут участвовать и в разрушении рубцовой ткани. Это позволяет предположить, что их функции могут изменяться.

📍Фиброз развивается при повреждении или воспалении внутренних органов и тканей — печени, легких, сердечной мышцы и других. На месте ткани разрастается рубец, из-за чего органы начинают хуже работать.

➡️ Ход исследования
🔵Чтобы воспроизвести фиброз легких человека, ученые использовали мышей, которым вводили блеомицин — химическое вещество, которое провоцирует повреждения тканей.
🔵Исследователи изучили процессы в легких мышей при образовании рубцов. На ранних стадиях появляются активированные стромальные клетки, экспрессирующие белок FAPα, которые начинают делиться и могут превращаться в миофибробласты. Эти клетки способствуют развитию фиброза, вырабатывая белки рубцовой ткани и заменяя нормальную ткань органа.

➡️ Основные результаты
Исследования показали, что активированные стромальные FAPα-позитивные клетки остаются в ткани даже на стадии восстановления ткани после фиброза. Это позволяет предположить, что их роль может измениться в процессе протекания заболевания. Например, они могут перестать создавать компоненты соединительной ткани и начать ее разрушать.

Полученные результаты помогают глубже понять механизмы развития фиброз-ассоциированных заболеваний и в перспективе позволят создать новые методы терапии.

Результаты исследования опубликованы в журнале Cells

📰 Подробнее — на сайте Российского научного фонда.

#новостинауки_РНФ

📸 Ученые Государственного музейно-выставочного центра РОСФОТО (Санкт-Петербург) разработали простой и эффективный способ выявления участков с начальной степенью деградации на пленочных нитроцеллюлозных негативах.

Деградация проявляется в виде локального пожелтения из-за старения и неправильных условий хранения. Если своевременно не принять меры, это может привести к потере негатива и, соответственно, запечатленного на нем исторического момента.

➡️ Ход исследования
🔵Специалисты предложили пиксельный метод быстрой оценки сохранности фотографических негативов. Степень сохранности и деградации ученые оценили методами спектроскопии комбинационного рассеяния света и инфракрасной спектроскопии.
🔵На следующем этапе исследователи изучили взаимосвязь между сохранностью негативов и значениями RGB-компонент (красный, зеленый, синий) для отдельных пикселей цифровых изображений, полученных с исследуемых негативов.

➡️ Основные результаты
Оказалось, что области с пожелтением и хорошо сохранившиеся области статистически отличаются по значению синей компоненты. Опираясь на него, авторы предложили формальные критерии для разделения сохранных областей, пограничных областей, а также областей с признаками деградации.

Выявление деструктивных изменений на фотонегативах на ранних стадиях имеет критическое значение для своевременной реставрации и консервации, что поможет предотвратить полную утрату ценного музейного экспоната.

Результаты исследования опубликованы в журнале Heritage

📰 Подробнее — на сайте Российского научного фонда.

#новостинауки_РНФ