Физики МГУ предложили квантово-механический способ расчета нелинейной восприимчивости атомарного газа
#наука_мгу

Учёные физического факультета МГУ предложили новый квантово-механический способ аналитического расчета нелинейной восприимчивости произвольного порядка атомарного газа. Для этого ими был применен уникальный непертурбативный теоретический подход к расчету отклика одиночного атома на воздействие интенсивных лазерных полей и оригинальный метод расчета общего отклика среды.

Результаты исследования, выполненного при поддержке Российского научного фонда, опубликованы в журнале Optics Letters.

При воздействии лазерного излучения в среде возникает вектор поляризации, который нелинейным образом зависит от интенсивности света. Результатом такого воздействия является множество нелинейно-оптических эффектов: генерация гармоник и суперконтинуума, филаментационное распространение излучения в веществе и др.

Для успешного и эффективного описания таких явлений необходимо знание тензоров нелинейной восприимчивости среды, с помощью которых обычно анализируется индуцированный вектор поляризации. Как правило, конкретные значения тензоров нелинейной восприимчивости среды определяются феноменологически путем сравнения экспериментальных явлений с расчетами в рамках теоретических моделей либо рассчитываются с помощью простых моделей, требующих дополнительного определения параметров вещества.

Разработанный учеными способ расчета позволяет предложить метод определения параметров многокомпонентных сред с высокими значениями нелинейностей, что открывает новые возможности по генерации когерентного излучения в различных спектральных диапазонах с высокой эффективностью.

Подробнее – на сайте.

В НИИ механики МГУ провели экспериментальное исследование эффекта аэродинамического нагрева в области взаимодействия поверхности со скачком уплотнения
#наука_мгу

Ученые НИИ механики МГУ исследовали влияние падающего скачка уплотнения на тепловые и динамические параметры сверхзвукового потока при обтекании плоской стенки. Результаты работы, поддержанной Российским научным фондом, опубликованы в журнале Acta Astronautica. 

Работа состояла из двух этапов: на первом определялось поле скорости и распределение давления в области падения скачка уплотнения. На втором же регистрировалось возмущение температурного поля исследуемой поверхности при взаимодействии с падающим скачком уплотнения.

При измерении поля скорости сверхзвукового потока использовалась двумерная двухкомпонентная PIV-система анемометрии по изображениям частиц размером до 2 мкм, которые засеивались в поток перед сверхзвуковым соплом. Тепловое состояние обтекаемой стенки регистрировалось тепловизором, позволяющим бесконтактно определять поле температур с высоким пространственным и временным разрешением.  

Полученные результаты могут быть использованы для повышения точности расчета аэродинамического нагрева каналов и трактов двигателей авиакосмических установок.

В НОШ МГУ создали способ выявления отличительных сгенерированных ИИ текстов
#наука_мгу

Ученые НОШ МГУ проанализировали автоматически сгенерированные тексты и сравнили результаты нескольких больших языковых моделей при генерации документов разных форматов. Были рассмотрены семь форматов письменных заданий на английском языке: эссе, письмо, статья и т.д. На основе количественных данных проведенного по пяти параметрам (длина текста, лексическое разнообразие, плагиат и др.) эксперимента были предложены рекомендации по интеграции технологий генеративного искусственного интеллекта в творческие задания. Результаты работы опубликованы в сборнике Frontiers in Artificial Intelligence and Applications.

Исследования проводились в рамках Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Сохранение мирового культурно-исторического наследия».

Подробнее – на сайте.

Психологи МГУ доказали эффективность VR для диагностики и развития когнитивных навыков у атлетов
#наука_мгу

Одним из ключевых направлений применения VR является ускорение процесса реабилитации спортсменов после травм. Ученые Московского университета провели исследование, в ходе которого продемонстрировали эффективность использования виртуальной реальности для восстановления когнитивных функций после черепно-мозговых травм.

Виртуальная реальность (VR) в последние годы завоевывает все большую популярность. Помимо индустрии развлечений сегодня активно развиваются такие направления как виртуальный туризм, спорт, образование, архитектура, адаптация людей с ограниченными возможностями. В спорте виртуальная реальность используется для множества целей, включая обучение спортивным навыкам, особенно в тех случаях, когда риск травматизации высок, тактической подготовки атлетов. После травм атлет может тренироваться в условиях, смоделированных в виртуальной среде, что позволяет ему выполнять действия, аналогичные реальным тренировкам. Это достигается благодаря возможности развивать когнитивные функции и компоненты спортивных навыков.

В сотрудничестве с Федеральным научным центром психологических и междисциплинарных исследований (ФНЦ ПМИ) сотрудники МГУ провели ряд исследований, в ходе которых продемонстрировали, что виртуальная реальность может эффективно использоваться как для диагностики уровня спортивного мастерства, так и для тренировки отдельных когнитивных компонентов, способствующих повышению эффективности спортсменов. Виртуальная реальность имеет также значительные перспективы использования в детско-юношеском спорте благодаря возможности наглядной визуализации осваиваемого навыка, включению мотивационного и эмоционального компонентов за счет геймификации.

Подробнее – на сайте.

Черноземы сенокосов и выгонов оказались близки по свойствам к заповедным почвам
#наука_мгу

Ученые МГУ с коллегами обнаружили, что непаханые более 250 лет черноземы на старых сенокосах и пастбищах сохраняют свойства, близкие к нетронутым человеком почвам заповедников. Благодаря этому такие черноземы можно использовать в качестве эталонов для оценки состояния почв, задействованных в сельском хозяйстве. Сравнение с ними позволит понять, насколько человеческая деятельность снизила плодородие распахиваемых черноземов и какие меры по их сохранению необходимы.

Черноземы – одни из самых плодородных почв в мире, но из-за распашки их состояние ухудшается. Так, черноземы России, большая часть которых сосредоточена в Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой и Тамбовской областях, практически полностью распаханы. Поэтому участки ненарушенных почв – никогда не возделывавшихся или эталонных – настоящая редкость. Обычно небольшие площади таких черноземов находят в заповедниках. При этом эталонные образцы важны, поскольку с ними можно сравнить почвы, занятые сельскохозяйственными угодьями, а затем и понять, какие меры нужны для их сохранения и восстановления.

Подробнее — на сайте.

Психологи МГУ выяснили, почему мозг при шизофрении хуже прогнозирует будущее
#наука_мгу

Ученые МГУ с коллегами обнаружили ключевые различия в работе мозга у пациентов с шизофренией и здоровых людей при попытках спрогнозировать будущее. Оказалось, что больные шизофренией менее эффективно используют известные им вероятностные закономерности для прогнозирования, чем люди без такого диагноза. Результаты исследования могут быть полезны при разработке новых методов ранней диагностики и терапии психических расстройств.

Шизофрения — тяжелое психическое заболевание, при котором у человека сильно меняется поведение, восприятие окружающего мира, а также процессы мышления. В частности, у больных нарушается антиципация — способность предвосхищать будущие события, опираясь на опыт прошлого. Так, в норме человеческий мозг анализирует поступающую информацию — зрительную, слуховую, вкусовую и иную — и, опираясь на данные, с которыми он сталкивался ранее, строит предположения о будущем. При шизофрении этот механизм дает сбой, что приводит к искаженному восприятию реальности. Поэтому, чтобы лучше понять, как развиваются симптомы шизофрении, важно знать механизмы нарушения антиципации.

Ученые решили выяснить, как меняется активность головного мозга у здоровых людей и больных шизофренией при реакции на стимулы в разных вероятностях. В исследовании участвовало 18 людей с шизофренией и 20 здоровых испытуемых. Им предложили пройти серию тестов, в ходе которых на экран в строгой последовательности выводились разные сигналы. Сначала в центре экрана ненадолго появлялся установочный стимул зеленого или желтого цвета. Затем он сменялся белым фиксационным стимулом, за которым появлялся белый сигнальный стимул слева или справа от центра. Испытание завершилось появлением слева или справа от центра целевого стимула зеленого цвета, на который нужно было как можно быстрее перевести взгляд.

«Наши результаты подтверждают, что при шизофрении нарушены механизмы прогностического кодирования — мозг хуже учитывает вероятности событий и слабее реагирует на неожиданные стимулы. Это наблюдение помогает объяснить, почему пациентам с шизофренией часто оказывается трудно адаптироваться к меняющимся условиям. В будущем эти данные могут помочь в разработке маркеров для диагностики и оценки эффективности лечения пациентов с шизофренией»,

— рассказывает автор исследования, аспирант кафедры психофизиологии факультета психологии МГУ Эрнест Рабинович.

Подробнее — на сайте.

Хотите стать высококвалифицированным специалистом в области психологии? Поступайте на факультет психологии МГУ!

Ученые НОШ МГУ создали систему доставки лекарств и мониторинга клеток
#наука_мгу

Ученые физического факультета, факультета фундаментальной медицины и факультета наук о материалах МГУ совместно с коллегами из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Сколковского института науки и технологий разработали биосовместимую наноструктурированную платформу на основе кремниевых микроигл, модифицированных наночастицами золота (Au@Si-MNs). Эти структуры обеспечивают стабильную иммобилизацию живых клеток и позволяют регистрировать спектры плазмонно-усиленного комбинационного (рамановского) рассеяния с субклеточным пространственным разрешением. Разработка позволяет одновременно осуществлять доставку терапевтических агентов в иммобилизованные клетки и отслеживать возникающие молекулярные изменения на уровне одной клетки. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Microchemical Journal (Elsevier, Q1).

«Предложенная система одновременно выполняет функции прецизионного сенсора и адресного носителя, открывая перспективы для применения в высокоточной онкотерапии, скрининге лекарственных соединений и фундаментальных исследованиях клеточной гетерогенности. Работа наглядно демонстрирует, как интеграция наноматериалов, микроинженерных конструкций и оптической спектроскопии позволяет перейти от популяционных моделей к анализу молекулярных процессов в единичных живых клетках»,

– отмечает заведующая лабораторией кафедры медицинской физики физического факультета МГУ Любовь Осминкина.

Подробнее — на сайте.

Исследователи МГУ открыли новый способ изучения климатического прошлого с помощью древней пыльцы из нор грызунов
#наука_мгу

Ученые МГУ с коллегами определили, что по заполнению древних нор слепышей – грызунов, ведущих подземный образ жизни, – можно определить, как в прошлом менялись климат и растительность в степях. С помощью комплексной методики авторы обнаружили в норах слепышей на территории Белгородской области хорошо сохранившуюся пыльцу растений возрастом до нескольких тысяч лет. Благодаря данным о пыльце авторы планируют проследить, как в исследуемом регионе в древности менялись ландшафты. Новый подход может использоваться во всех регионах Евразии и Северной Америки, где живут схожие роющие млекопитающие. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) опубликованы в журнале Geoderma Regional.

Понять, как менялись растительность, ландшафты и климат в прошлом, можно с помощью древней пыльцы. Ученые определяют, растениям из каких семейств и родов она принадлежала, и делают выводы о том, какая окружающая среда была в тот или иной период времени. Обычно пыльца хорошо сохраняется в отложениях болот и озер, поэтому восстанавливать историю территорий с большим количеством водоемов оказывается довольно просто. Однако в степях и лесостепях Восточной Европы болота и озера встречаются довольно редко, поэтому приходится искать пыльцу в других местах, например, в древних почвах, погребенных под курганами и археологическими памятниками. Такие объекты редки и расположены крайне неравномерно, поэтому общая картина ландшафтных изменений в регионе складывается лишь фрагментарно.

Ученые из Московского университета и Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ») с коллегами из Института почвоведения и агрохимии СО РАН (Новосибирск) и Университета Оттавы (Канада) предложили использовать почвенное заполнение древних нор млекопитающих, ведущих подземный образ жизни, в качестве источника древней пыльцы.

Подробнее – на сайте.

Ученые МГУ: таяние вечной мерзлоты на Колыме ускорилось на 50% за 20 лет
#наука_мгу

Научный коллектив географического факультета Московского университета провел комплексные исследования эрозионных процессов на участке урочища Дуванный Яр на р. Колыме. Ученые выяснили, что термоэрозионное разрушение берегов, сложенных вечной мерзлотой, играет ключевую роль в формировании речного стока наносов. Работы выполняются в рамках мегагранта Правительства Российской Федерации «Потоки потенциально токсичных элементов и соединений в речных бассейнах: технологии изучения, количественная оценка и прогноз». Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports (Nature Portfolio).

Глобальное потепление оказывает глубокое влияние на арктические реки. В условиях роста температур воздуха происходит стремительное разрушение выходов вечной мерзлоты, или едом. Едома — это обнажение вечной мерзлоты плейстоценового возраста, содержащее значительное количество органического материала (2% углерода по массе) и подземного льда (до 95% по объему). Эти образования широко распространены вдоль рек Колыма, Лена, Индигирка и Яна. Очень высокое содержание льда в отложениях едом делает их чрезвычайно уязвимыми к потеплению климата. Размыв едомы приводит к поступлению огромного количества древних отложений, в том числе богатых органическим веществом, в реки Арктики. До настоящего времени реальный вклад их климатически обусловленного таяния в речном стоке оставался неизученным.

Подробнее — на сайте.

Механики МГУ объяснили боковое движение «умных» материалов в магнитном поле
#наука_мгу

Сотрудники лаборатории физико-химической гидродинамики Научно-исследовательского института механики МГУ экспериментально и теоретически исследовали движение сферических тел из анизотропного намагничивающегося эластомера в неоднородном магнитном поле. По итогам исследования, поддержанного Российским научным фондом, в журнале «Вестник Московского университета. Серия 1. Математика. Механика» опубликован цикл из трех статей, посвященных движению тел из анизотропных магнитных материалов под действием неоднородных полей различной конфигурации.

Анизотропные намагничивающиеся эластомеры (АНЭ) представляют собой магнитоуправляемые среды, состоящие из полимерной матрицы и «вмороженных» в нее ориентированных цепочек ферромагнитных частиц. В качестве источников неоднородного магнитного поля рассматривались витки с током и электромагнитные катушки. В результате работы была теоретически предсказана и экспериментально подтверждена уникальная особенность движения анизотропных тел по сравнению с изотропными, где феррочастицы распределяются равномерно и не образуют цепочек. Так на тела из АНЭ действует магнитная сила, имеющая составляющую, перпендикулярную градиенту магнитного поля. В результате тело, находящееся под катушкой, смещается вбок, тогда как изотропное тело втягивается вдоль вертикальной оси катушки.

Подробнее – на сайте.

Небесно-голубой – новый цвет в пещерных святилищах палеолита
#наука_мгу

Неизвестный раннее яркий цвет палеолитических художников в Каповой пещере нашли студенты исторического факультета МГУ.

За более, чем 120-летнюю историю исследований пещер с рисунками эпохи палеолита, археологи обнаружили в Европе (от Испании и Франции до нашего Южного Урала) около 400 подобных подземных святилищ. Фигуры животных и геометрические знаки на их стенах были либо вырезаны тонкими линиями и представляют собой своеобразные гравировки, либо нарисованы минеральными красками черных, жёлтых и красных оттенков.

В ходе проведения археологической камеральной практики студенты исторического факультета МГУ выявили в процессе разборки материалов предыдущих лет из раскопок в Каповой пещере (Южный Урал, Башкирия) неожиданные и, в прямом смысле слова, – сенсационные материалы, свидетельствующие об использовании в подземном святилище верхнего палеолита красок нежно-голубого и небесно-голубого цветов примерно 15-19 тысяч лет назад. Обнаруженные материалы свидетельствуют о сложной рецептуре приготовления мягких, жидких и пастообразных составов довольно насыщенных голубых оттенков.

Определение минерального состава и возможных мест происхождения сырья для получения голубой краски планируется начать после завершения разбора археологических находок.

В МГУ предложили новый протокол квантового распределения ключей, устойчивый к атакам навязывания
#наука_мгу

Специалистами Центра квантовых технологий МГУ и ООО «СФБ Лаб» был представлен новый протокол квантового распределения ключей типа «точка – точка», устойчивый к атакам навязывания. Результаты работы, поддержанной фондом развития теоретической физики и математики «БАЗИС»,  опубликованы в журнале APL Quantum. 

Квантовая криптография, или квантовое распределение ключей (КРК), позволяет обеспечить пользователей секретными ключами шифрования для безопасной передачи данных. Недоступность секретных ключей нарушителю обеспечивается законами квантовой физики. Так, например, квантовое состояние одиночного кванта не может быть достоверно скопировано без его возмущения, которое может быть обнаружено легитимными пользователями.

Системы КРК на сегодняшний день производятся во многих странах, в том числе и в России. Однако гарантированная безопасность КРК достигается лишь в теории – на практике, несовершенство используемого оборудования приводит к возникновению дополнительных угроз. Пользуясь различными «лазейками», нарушитель может осуществлять так называемые атаки на техническую реализацию. 

В работе была доказана стойкость нового протокола в случае идеальной реализации, а также проведен анализ влияния несовершенств приготовления и измерения состояний на защищенность от атак навязывания.

Было показано, что протокол остается защищен от атак навязывания, даже если состояния приготавливаются с точностью примерно в 1 градус. Практическая реализация протокола не требует значительного изменения аппаратуры, предназначенной для других протоколов КРК. При этом скорость выработки ключа в данном протоколе сопоставима со стандартными значениями.

Учеными также были рассмотрены возможные стратегии реализации данного протокола. Отмечено, что протокол может быть крайне полезным при доставке ключа до конечного пользователя, где требуется дешевая, но при этом безопасная и масштабируемая реализация.

Также отмечается перспективность использования данного протокола для космических систем КРК, где постоянное вращение спутника относительно передатчика может приводить к необходимости постоянной калибровки базисов.

Химики МГУ с коллегами разработали первый российский катализатор для производства металлоценового полипропилена
#наука_мгу

Ученые химического факультета МГУ совместно с научно-исследовательским центром СИБУР Инновации разработали первый российский катализатор для производства металлоценового полипропилена.

Металлоценовый катализ — один из самых передовых подходов в современной нефтехимии. Его применение позволяет тонко управлять структурой и характеристиками полимера: улучшать прозрачность, гибкость, ударную прочность, а также термостойкость. Этот вид катализаторов также широко востребован в производстве премиальных марок полиэтилена. Его применяют для изготовления пленок, красителей, нитей, гофрированных труб, пенополиэтилена.

В данный момент металлоценовый полипропилен не производится в России. Перспективы использования разработки включают получение инновационных марок, востребованных в медицине, транспорте, упаковке и ряде других отраслей.

В рамках совместной работы было получено более 50 образцов катализаторов. По завершении лабораторных испытаний в МГУ полученный катализатор пройдет опытно-промышленные испытания в Центре пилотирования технологий СИБУРа в Тобольске. Завершение испытаний запланировано в горизонте до 2027 года, после чего будет принято решение о дальнейшем коммерческом внедрении разработки на нефтехимических производствах.

Учеными МГУ также был разработан катализатор, который планируется к внедрению на производстве металлоценового полиэтилена в рамках проекта, реализуемого на Нижнекамскнефтехиме в горизонте до 2028 года. Сам катализатор будет производиться на мощностях катализаторной фабрики СИБУРа, строящейся в Казани.

Производство катализаторов для базовых полимеров станет крупнейшим в России и первым, позволяющим производить сразу все типы катализаторов полимеризации. Объем выпуска позволит закрыть потребности текущих и перспективных производств полиэтилена и полипропилена в России и странах СНГ даже с учетом двукратного увеличения мощностей в горизонте 2030 года.

Контролирующие родители снижают мотивацию у детей в студенчестве 
#наука_мгу 

Контроль — одна из центральных характеристик, изучавшихся еще с самых первых работ на тему родительства. Результаты современных исследований показывают, что родительский контроль негативно сказывается на благополучии и академических достижениях детей.

В новой работе ученые факультета психологии МГУ с коллегами после изучения выборки в несколько сотен студентов пришли к выводу, что чрезмерное контролирующее поведение родителей по отношению к детям связано с их последующей низкой мотивацией в студенчестве.

Результаты опубликованы в журнале «Вестник Московского университета. Серия 14. Психология». 

В исследовании на выборке из 281 студента показано, что те, кто воспринимал своих родителей как более контролирующих их в детстве, имеют более низкий средний балл и высокий уровень внешней мотивации и амотивации по сравнению с теми, кто оценил своих родителей как менее контролирующих.

Тем самым такие студенты не испытывают интереса к учебе, что в свою очередь сказывается на более низком среднем балле.

Аналогичные результаты были получены научным коллективом на более широкой выборке студентов и выборке старших школьников. 

Хотите научиться разбираться в поведении людей? Поступайте на факультет психологии МГУ!

Подробности — на сайте.

Электрокатализатор на основе комплексов железа и никеля с цианидами позволит биосенсорам непрерывно измерять глюкозу несколько дней
#наука_мгу

Ученые химфака МГУ создали ультрастабильный электрокатализатор, который обеспечивает непрерывную работу биосенсоров, измеряющих уровень глюкозы, в течение нескольких дней, не теряя при этом чувствительности. Это принципиально важно для мониторинга состояния больных сахарным диабетом малоинвазивными и неинвазивными носимыми устройствами, исключая необходимость их калибровки, связанной с отбором крови. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics.

Людям с диабетом необходимо несколько раз в день контролировать концентрацию глюкозы. Чтобы избежать травматизма и инфицирования, связанных с отбором крови, все большее внимание привлекают малоинвазивные и неинвазивные носимые устройства. Имеющиеся на рынке устройства основаны на биосенсорах, имплантируемых в тело на глубину 5 миллиметров, для непрерывного мониторинга глюкозы, как утверждается, в тканевой жидкости. Проблемой большинства таких устройств остается необходимость ежедневной их калибровки путем отбора крови.

Принцип работы большинства глюкозных биосенсоров, в том числе тех, что используются в клинических анализаторах, заключается в детектировании пероксида водорода (Н2О2) — продукта реакции окисления глюкозы, катализируемой ферментом глюкозооксидазой. Однако окисление пероксида водорода на платине, предложенное еще в 1970-х годах и применяемое до сих пор, осложнено ложноположительным сигналом на восстановители, например витамин С, мочевину, которые могут давать отклик, сравнимый с реакцией на глюкозу. Двукратное завышение ее концентрации опасно тем, что разница между «нормой» и содержаниями, при которых наблюдалась диабетическая кома, — менее полутора раз.

В новой работе ученые получили композитный материал путем совместного синтеза гексацианоферратов железа и никеля. Задачей была стабилизация электрокатализатора гексацианоферратом никеля на микроуровне. Синтез проводился на границе раздела фаз электрод-раствор — области, где происходит электрохимическое взаимодействие между твердым электродом и жидкой средой. Согласно данным электронной микроскопии, кристаллы композита, заполняющие всю поверхность электрода, в 5–6 раз больше кристаллов берлинской лазури. Мало уступая чистой берлинской лазури по каталитической активности, композит в десятки раз превосходит ее по операционной стабильности. Глюкозный биосенсор, созданный путем нанесения глюкозооксидазы поверх композитного электрокатализатора, не терял чувствительности на протяжении более, чем трех суток непрерывного мониторинга физиологической концентрации глюкозы.

Подробнее – на сайте.

Медики МГУ раскрыли механизмы поддержания баланса между гибелью клеток и регенерацией тканей
#наука_мгу

В Медицинском научно-образовательном институте МГУ выяснили, что различные виды программируемой гибели клеток — апоптоз, некроптоз, ферроптоз и другие — по-разному влияют на процессы обновления и восстановления поврежденных тканей и защиту организма от патологий, например появления раковых клеток.

Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Physiological Reviews.

Проведенный авторами анализ показал, что разные варианты гибели клеток неодинаково влияют на восстановление поврежденных тканей. Например, при апоптозе клетки выделяют небольшие пузырьки — везикулы ApoEVs, — содержащие ДНК, РНК, белки и липиды. Эти структуры служат сигналом к активному росту и размножению для соседних здоровых клеток. Благодаря такому механизму соблюдается баланс между удалением и восполнением клеток. В экспериментах на крысах препараты с везикулами ApoEVs ускоряли заживление ран на 40%.

Исследования также показали, что в определенных случаях воспаление в ткани, возникающее при некрозе, может быть полезным. Так, гибнущие этим способом клетки выделяют в окружающую среду связанные с повреждениями молекулы DAMPs. Такие соединения привлекают макрофаги. Важно, что макрофаги не только удаляют из ткани остатки мертвых клеток, но и активируют стволовые клетки и тем самым способствуют регенерации тканей. В исследованиях, проведенных на мышах, было показано, что некроз необходим для нормального восстановления изолирующих оболочек нервных клеток в головном мозге.

Однако такое же стимулирующее влияние апоптоз и некроз могут оказывать и на раковые клетки, ускоряя рост опухолей и повышая риск рецидивов. Ведь опухолевые клетки используют те же программы для размножения, которые есть в нормальных тканях. Поэтому роль этих типов гибели клеток оказывается неоднозначной и требует дальнейшего исследования, а воздействие на них с целью терапии должно применяться с большой осторожностью.

Знания о механизмах программируемой гибели клеток важны для разработки новых методов лечения травм, хронических заболеваний и возрастных патологий.

Созданный химиками МГУ метод на основе ИИ позволит находить «потерянные» геометрии молекул
#наука_мгу

Ученые химического факультета МГУ разработали метод, который позволяет находить стабильные геометрии соединений, упускаемые при молекулярном моделировании. При тестировании на 60 потенциально биологически активных соединениях для почти половины молекул алгоритм обнаружил до 28 конформаций (геометрий), не выявленных существующими методами.

Новый подход, сочетающий в себе квантово-химические расчеты и машинное обучение, анализирует геометрические варианты молекул, построенные другими методами конформационного поиска, и находит недостающие всего за 20–30 попыток. Инструмент может использоваться для поиска и разработки фармацевтических соединений и новых катализаторов. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в Journal of Chemical Information and Modeling.

Большинство молекул могут принимать несколько пространственных форм — геометрий, или конформаций — из-за вращения частей молекулы относительно друг друга. Каждая конформация имеет свои химические и физические свойства, поэтому для предсказания свойств соединения с помощью квантово-химического моделирования необходимо учитывать все его возможные геометрии. Важно отметить, что всего одна пропущенная конформация может качественно исказить результаты моделирования, сделав их бесполезными (а в некоторых случаях вредными) для создания целевого вещества. Однако даже самые точные современные методы могут упускать наиболее устойчивые конформации молекул.

Ученые химфака с коллегами создали метод на основе искусственного интеллекта, который помогает находить пропущенные геометрии в наборах конформаций молекулы. Разработанный метод позволяет существенно повысить надежность молекулярного моделирования и увеличить скорость поиска новых стабильных органических и металлоорганических веществ с заданными свойствами, которые потенциально могут стать, например, лекарственными препаратами или новыми катализаторами.

Подробнее – на сайте.

Географы МГУ: аэрокосмический транспорт не приводит к масштабному накоплению углеводородов авиационного топлива в почвах
#наука_мгу

Регулярная эксплуатация аэрокосмического транспорта не приводит к масштабному и длительному накоплению углеводородов авиационного топлива в почвах. К такому выводу пришли ученые географического факультета МГУ, обобщив данные более чем 2,4 тыс. проб, отобранных в 2015–2023 гг. в районах падения ступеней ракет-носителей космодрома Байконур и на аэродромах Центральной России. Результаты исследования опубликованы в журнале «Science of the total environment» (Q1).

Сотрудники географического факультета МГУ более 20 лет изучают воздействие ракетно-космической техники на природные экосистемы. Исследование районов падения ступеней ракет-носителей, запускаемых с космодрома Байконур (Республика Казахстан), проводится в партнерстве с Госкорпорацией «Роскосмос». В 2019–2023 гг. в рамках проекта Российского фонда фундаментальных исследований также были обследованы аэродромы центральной части России. Исследование подводит итоги многолетних работ по определению остаточного уровня содержания керосиновых топлив в почвах зон воздействия аэродромов и космодрома Байконур.

Загрязнение почв топливом при эксплуатации самолётов и ракет-носителей изучено недостаточно. В работе ученых приводится количественная оценка уровня загрязнения почв нефтепродуктами в зонах воздействия космодрома Байконур и аэродромов Центральной России. Результаты исследований показывают, что регулярная эксплуатация аэрокосмического транспорта не приводит к масштабному и длительному накоплению углеводородов авиационного топлива в почвах.

Ученые проанализировали 2250 проб почвы, отобранных в местах штатного падения первой ступени ракет-носителей «Союз» в Центральном и Северном Казахстане. Медианное содержание нефтепродуктов в этих пробах составило 0,023 г/кг. Максимальные значения были обнаружены в единичных случаях в почве в первые сутки после загрязнения. Согласно документу министерства природных ресурсов России «О порядке определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами» уровень загрязнения почвы нефтепродуктами в интервале 1-2 г/кг считается низким.

Подробнее – на сайте.

Механики МГУ выявили причины разрушения поверхности графита от ударной волны
#наука_мгу

На экспериментальном комплексе «Ударная труба» сотрудниками НИИ механики МГУ были проведены эксперименты по исследованию процесса абляции теплозащитного углеродного материала при отражении от него ударной волны, чтобы отследить поведение таких материалов в критических условиях. В ходе работы были зарегистрированы спектры излучения ударно нагретого газа, содержащего продукты абляции, вблизи поверхности графитовой пластины.

Результаты исследований опубликованы в журнале Acta Astronautica.

Проведенный эксперимент показал, что основным механизмом разрушения поверхности графита под действием сильной ударной волны является механическое откалывание углеродных микрочастиц с его поверхности. Полученные результаты исследования – это важный шаг в понимании процессов, происходящих с теплозащитными покрытиями. Таким образом, основным фактором разрушением графита в рассмотренных условиях становится не испарение и плавление, а откол его фрагментов.

Это открытие может повлиять на выбор материалов и стратегий защиты будущих космических аппаратов, особенно для многоразовых конструкций.

Подробнее – на сайте.