«Наука в Сибири»
№ 17 (2852)
26 апреля 2012 г.
О РАБОТЕ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН
В 2011 ГОДУ
И ЗАДАЧАХ НА 2012 ГОД
Доклад председателя СО РАН академика А. Л. Асеева на Общем собрании Сибирского отделения 19 апреля 2012 г.
 |
Уважаемые коллеги! Передо мной стоит непростая задача изложить результаты, которые Сибирское отделение получило за истекший 2011 год. Безусловно, я смогу отметить только некоторые из них. Поэтому предлагаю такой порядок доклада. В первой части вашему вниманию будут предложены результаты фундаментальных работ по интеграционным проектам, трёхлетний цикл которых завершился в прошедшем году. Я напоминаю, что они являются конкурсными, и в этом году начался их очередной цикл. Потом будет небольшой раздел по инновационной деятельности. И впервые в истории современных Общих собраний я намерен сделать небольшую презентацию работ в интересах обороны и безопасности.
Результаты фундаментальных исследований
Математика и информатика
По традиции мы начинаем с математики и информатики. Результаты классической математики наиболее трудны для изложения — очень сложно выразить словами то, что описывается с помощью формул. Поэтому здесь приведены только самые наглядные, имеющие к тому же очевидные практические приложения.
Начну с интеграционного проекта № 40, которым руководит академик С. К. Годунов. Здесь решена тяжёлая задача, потребовавшая нескольких лет упорного труда — предложена новая методика численного моделирования упругопластических деформаций при воздействии взрывных нагрузок. А именно — промоделировано образование волнообразного сварного шва при сварке взрывом — задачи, поставленной М. А. Лаврентьевым ещё в
В Институте вычислительной математики и математической геофизики для распараллеливания трудоёмких приложений метода Монте-Карло создана универсальная библиотека PARMONC ( сокращение от PARallel MONte Carlo). При распараллеливании используется «естественная» крупноблочная фрагментированность алгоритмов метода Монте-Карло. Для получения независимых параллельных потоков базовых псевдослучайных чисел используется тщательно протестированный, быстрый и надёжный длиннопериодический генератор. Число используемых в PARMONC вычислительных ядер практически не ограничено и зависит только от используемой ЭВМ.
В том же институте предложена для широкого пользования система имитационного моделирования алгоритмов и структур с мелкозернистым параллелизмом WinALT. Она имеет открытую архитектуру, доступна на сайте http://winalt.sscc.ru/ и может быть использована для моделирования информационных, физических, химических, биологических и социальных процессов в клеточно-автоматном представлении.
Ещё один интересный результат получен в Институте систем информатики
им. А. П. Ершова — разработан и реализован простой и дешёвый метод точного определения координат для одночастотных приёмников спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS при дополнительном использовании инерциальных датчиков (акселерометра, гироскопа, магнитометра). Для коррекции ионосферной задержки используются данные о состоянии ионосферы с международных серверов. Проведены полевые испытания нового метода для прибора спутниковой навигации Ublox Antaris
Иркутскими институтами Динамики систем и теории управления и Систем энергетики им. Л. А. Мелентьева разработана двухуровневая технология интеллектуальной поддержки принятия решений в исследованиях и обеспечении энергетической безопасности. Результаты проекта включены в состав программно-технического решения, поданного в Правительство Иркутской области и признанного Министерством связи и массовых коммуникаций РФ как одно из пилотных решений для развития электронного правительства.
Физические науки
В области физических наук безусловным лидером является Институт ядерной физики
им. Г. И. Будкера. В период с 2002 по 2011 гг. в ИЯФ СО РАН с детектором КЕДР на
Там же получен ещё один результат прорывного характера — создан стационарный источник отрицательных ионов водорода (напоминаю, что обычный ион водорода заряжен положительно, здесь же к обычному атому водорода добавлен электрон). Максимальный ток стационарных источников, функционирующих сегодня в мире — 15 мА — впервые был получен в ИЯФ. Теперь здесь достигнут новый рекорд для стационарных источников — ток пучка отрицательных ионов 25 мА. Наличие такого источника позволяет решать многие задачи в области ядерной медицины, ускорительной техники, ядерной физики, термоядерного синтеза.
В ЦКП «Геохронология кайнозоя» ведутся интенсивные работы по ускорительной масс-спектрометрии (УМС) органических образцов (интеграционный проект № 14, научный координатор —
Метод УМС основан на подсчёте отдельных ионов
Институт ядерной физики провёл огромную работу по подготовке проектов установок «мегасайенс». Одна из них — электрон-позитронный коллайдер Чарм/тау фабрика в ИЯФ.
Физическая программа Чарм/тау фабрики направлена в основном на поиск явлений, выходящих за рамки Стандартной модели. Она дополняет и обогащает программу поиска «Новой» физики, реализуемую на Большом адроном коллайдере в ЦЕРНе (Швейцария),
Преимущества нового коллайдера: светимость на два порядка выше, чем у существующих и планируемых установок, поляризация пучков в месте встречи, широкий энергетический диапазон. Часть инфраструктуры — инжекционный комплекс и тоннель линейного ускорителя — уже существует.
Составной частью этого проекта является специализированный источник синхротронного излучения высокой яркости, который создаст качественно новые условия для междисциплинарных исследований в Сибирском центре СИ.
Технологии, создаваемые и развиваемые при реализации проекта Чарм-тау фабрики, обладают высоким инновационным потенциалом и будут способствовать развитию всех приоритетных направлений науки и технологий РФ. Подписаны соглашения с Италией (NFN), Японией (KEK), обсуждаются соглашения с Англией, США, Израилем и другими странами. Бюджет проекта — 17,4 млрд руб.
Установка вошла в число шести мегапроектов, одобренных Правительством РФ для рассмотрения. Мы надеемся, что в ближайшее время, может быть, уже в этом году будет принято решение о финансировании её строительства.
Самый современный специализированный источник синхротронного излучения
Продолжая тему мегапроектов, должен отметить проект Национального гелиогеофизического центра на базе Института солнечно-земной физики СО РАН. Необходимо сообщить, что после нескольких лет напряжённой работы по проектированию этого центра и его защите в правительственных структурах принято решение о его финансировании начиная с будущего года.
В этой работе планируется два этапа, каждый из которых стоит более 6 млрд руб. Будут реализованы пять субпроектов, в результате которых Сибирское отделение и Российская Федерация получат уникальную систему для изучения солнечной активности с высоким разрешением в оптическом и радиодиапазонах и скоординированного с этим наблюдения за ионосферными процессами с помощью комплекса методов, включая радары когерентного и некогерентного рассеяния и лидарные комплексы. Я хочу поздравить сотрудников ИСЗФ и всего Сибирского отделения с успехом этого мегапроекта.
В Институте лазерной физики СО РАН впервые предложен революционный метод существенного (вплоть до трёх порядков от своей величины) подавления сдвига частоты «часового» перехода в атоме или ионе, связанного с тепловым излучением окружающей среды (т.н. «blackbody radiation shift»). Метод основан на том, что в атомной системе с двумя часовыми переходами и двумя частотами существует некая третья «синтетическая» частота, которая весьма слабо зависит от теплового излучения. Например, для иона иттербия137 оказалось возможным подавить тепловой сдвиг до уровня
В том же ИЛФ разработана схема стандарта частоты на основе ультрахолодных атомов магния с относительной погрешностью по частоте менее
В Институте автоматики и электрометрии достигнуты очень хорошие результаты по созданию мощных оптоволоконных лазеров и их применению для микрообработки. Результаты в этой области, полученные в рамках выполнения интеграционного проекта № 42 под руководством
В Институте сильноточной электроники СО РАН впервые продемонстрировано многократное (до 3,5 раз) повышение усталостной долговечности сталей аустенитного и мартенситного классов при обработке поверхности материала плотным низкоэнергетическим электронным пучком субмиллисекундной длительности на импульсной электронно-пучковой установке «СОЛО». Вскрыты физические механизмы этого явления, заключающиеся в измельчении зёренной и субзёренной структуры и растворении равномерно распределённых наноразмерных частиц карбидной фазы. Метод может быть применён для обработки ответственных малоразмерных деталей либо критических мест крупных деталей, работающих в условиях знакопеременных вибрационных или термомеханических нагрузок. Должен сказать, этот результат произвёл громадное впечатление на генерального директора «Роснано», потому что в данном случае практические возможности очень велики.
Квантовые технологии
Следующий раздел будет посвящён рождению нового направления — квантовых технологий.
В рамках интеграционного проекта № 67 сделано первое наблюдение когерентного диполь-дипольного взаимодействия двух ридберговских атомов (резонанса Фёрстера). Такое взаимодействие требуется, например, для реализации квантовых битов. Резонанс Фёрстера при диполь-дипольном взаимодействии холодных атомов рубидия в начальном состоянии достигался в электрическом поле 1,79 В/см. В результате взаимодействия атомы переходили в конечные состояния, спектры которых полностью отвечают взаимодействию всего двух холодных высоковозбуждённых ридберговских атомов. Это путь к управлению ими.
Второе достижение в этой же области — в Институте автоматики и электрометрии получен первый в России бозе-эйнштейновский конденсат (БЭК). Напомню, что это была одна из недавних Нобелевских премий по физике. Теперь она воспроизведена в Сибирском отделении. Бозе-эйнштейновский конденсат представляет собой макроскопическую систему охлаждённых атомов с полностью квантовыми свойствами. БЭК из
Следующий результат, тоже практический и первый в России — создание экспериментальной системы для генерации квантового ключа в оптоволоконной линии связи (Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН). Квантовая линия связи является абсолютно защищённой, поскольку по законам квантовой механики любое вмешательство в такую систему немедленно обнаруживается её пользователями. Речь идёт о передаче квантового ключа на расстояние до 50 км (до 100 км в перспективе). Открываются большие возможности для применения в криптографии, в правительственных линиях связи и, что самое важное, в банковских системах. Страна, лидирующая в этой области — Швейцария, поскольку защита финансовой информации имеет исключительную важность.
Ещё один результат в области квантовых технологий — разработка методов возбуждения одиночных ридберговских атомов в узлах оптической решётки на основе дипольной блокады лазерными импульсами с изменением частоты (так называемыми чирпованными). Этот метод, позволяющий располагать одиночные атомы в нужных местах оптической решётки, является революционным и открывает большие возможности для создания квантовых битов и в будущем — квантовых вычислительных систем.
Работы в области квантовых технологий служат основой для взаимодействия с Центром квантовых технологий в «Сколково», т.е. уже вышли в практический этап. Это направление — одна из тем, которые будут обсуждаться во время намеченного в середине мая выездного заседания Научно-консультационного совета «Сколково» в новосибирском Академгородке.
Механика и энергетика
В Институте теоретической и прикладной механики СО РАН впервые проведена лазерная сварка несвариваемых традиционными методами материалов, в данном случае титана, меди и стали. Данный композиционный материал имеет повышенный уровень микротвёрдости по сравнению с титановым сплавом и сталью. Это очень изящная работа, в которой реализуются преимущества нанотехнологий, поскольку для обеспечения особой прочности шва (до 400 МПа) используются нанопорошки тугоплавких материалов.
Ещё один результат в этой области получен в Институте физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН. Он состоит в том, что при управляемом наноструктурировании конструкционной стали повышаются её эксплуатационные свойства — предел прочности, текучести, износостойкости.
В Институте теплофизики
им. С. С. Кутателадзе СО РАН исследованы особенности развития переходных процессов при кипении в так называемых наножидкостях (жидкостях с наноразмерными добавками) в условиях нестационарного тепловыделения. В данном случае сравнивалась зависимость скорости распространения парового фронта от температурного напора во
В Институте систем энергетики им. Л. А. Мелентьева по заказу Федеральной сетевой компании ЕЭС продолжается работа по созданию теоретических основ оперативного и противоаварийного управления интеллектуальными электроэнергетическими системами.
Ещё одна работа ИСЭМ для Министерства энергетики РФ связана с исследованием перспектив обеспечения энергетической безопасности России. Разработаны принципы и структура мониторинга, включающая 20 индикаторов и критериев, предложен набор мер по нейтрализации угроз. Осуществлена оценка уровня энергетической безопасности России по субъектам Федерации. Большинство регионов Сибири находятся в достаточно благополучной ситуации, но на Юге Сибири, в Центральной России и на Дальнем Востоке энергетическая система находится в предкризисном состоянии, что ставит перед энергетиками очень серьёзные задачи.
Нанотехнологии
В области нанотехнологий приведу несколько результатов.
В рамках интеграционного проекта № 24, которым руководит
Следующий результат достигнут в Институте проблем переработки углеводородов СО РАН — это изменение структуры наноглобулярного углерода под воздействием облучения пучком электронов. Полученные углеродные материалы перспективны для создания аккумуляторов и суперконденсаторов.
Стандарт нанометровых размеров «СТЕПП-ИФП-1» — уникальная работа Института физики полупроводников, лучшая в мире на данный момент. Создан эталон нанометровых размеров в диапазоне
Химические науки
Лидер в этой области — Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН. В прошлом году здесь был создан лабораторный вариант интегрального микроканального топливного процессора для производства водородосодержащего газа с низким содержанием монооксида углерода из лёгких углеводородов. КПД процессора — 62 %, удельная мощность— полкиловатта на литр.
Технология синтеза сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) с особой морфологией и получение на его основе высокопрочных нитей с улучшенными модульными характеристиками методом холодного формования реакторных порошков разработана Институтом катализа в содружестве с Новосибирским институтом органической химии им. Н. Н. Ворожцова, Институтом органической химии им. И. Я. Постовского УрО РАН, Институтом синтетических материалов им. Н. С. Ениколопова РАН, НЦ Физико-химический институт им. Л. Я. Карпова.
Продолжение работ в этом направлении связано с разработкой нового класса катализаторов полимеризации этилена. В результате получены материалы, не уступающие по прочности и модульным свойствам волокнам лучших мировых производителей.
Очень важный интеграционный проект № 29 «Химия и минералогия сподуменового сырья Сибири и новые технологии литийсодержащих материалов для электрохимической энергетики» осуществляется Институтом химии твёрдого тела и механохимии СО РАН совместно с Институтом геохимии СО РАН, ОАО «Новосибирский ВНИПИЭТ», ООО «Сибтехгеоцентр». В его рамках выполнен геологический и минералогический анализ всех наиболее известных пегматитовых месторождений Сибири: Завитинского, Ташелгинского, Гольцовского, Алахинского. Выделены лабораторные партии сподуменового концентрата их всех исследованных месторождений. Разработана схема переработки сподуменового концентрата с получением высокодисперсного гамма-моноалюмината лития. Полученные данные могут являться основой для технико-экономической переоценки сподуменовых месторождений Сибири. Проведены испытания полученного материала в топливных элементах и тепловых батареях. Эта работа направлена в первую очередь на обеспечение сырьём масштабного производства литий-ионных батарей, развёрнутого в конце прошлого года в Новосибирске.
Институте проблем химико-энергетических технологий СО РАН ведёт работы по очень важному направлению, связанному с усовершенствованием высокоэнергетических материалов — повышением их эффективности, увеличением скорости детонации и одновременно с улучшением параметров безопасности при производстве. Здесь разработаны энергоёмкие компоненты пониженного риска — пластификаторы и флегматизаторы — на базе 3-нитро-1,2,4-триазола.
Нитротриазольные полимеры и флегматизаторы использованы при создании взрывчатых веществ. Их применение обеспечивает одновременное повышение эффективности (увеличение скорости детонации на 250 м/с) и параметров безопасности ВВ на основе октогена при замене инертных связок типа фторопласта на нитротриазольные флегматизаторы и полимеры.
Добавка пластификатора ННТ в количестве 25 % увеличивает нижний порог чувствительности к удару в два раза. Пластификатор ННТ обеспечивает создание принципиально новых твёрдых ракетных топлив для ракетных двигателей тактического оружия. Изделия по своим тактико-техническим характеристикам существенно превосходят существующие отечественные и зарубежные аналоги.
Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова был головным в выполнении интеграционного проекта СО РАН № 93 «Развитие исследований в области медицинской химии и фармакологии как научной основы разработки отечественных лекарственных препаратов» (ИрИХ, НИОХ, ИОЭБ СО РАН, ФНУН Институт токсикологии, научный руководитель — ак. Г. А. Толстиков). Здесь создан ряд ценных органических соединений.
Подготовлен к клиническим испытаниям препарат для онкотерапии «Бетамид» — один из первых в мире корректоров цитостатиков.
Выполнен цикл работ по химии и фармакологии дитерпеноидов лабданового типа, позволивший подготовить для доклинических исследований агенты-кандидаты анальгетического, ноотропного, антидепрессантного, гемостимулирующего и гепатопротекторного действия.
В статус лекарственного средства переведён полисахарид лиственницы арабиногалактан (работа Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН).
Также в Новосибирском институте органической химии синтезирован новый высокоперспективный агент для лечения болезни Паркинсона — ДИОЛ. Обнаружено, что соединение, синтезируемое из доступных природных соединений, обладает выдающейся противопаркинсонической активностью на животных моделях in vivo. Оно практически полностью восстанавливает двигательную активность и улучшает эмоциональное состояние животных, не уступая по эффективности «золотому стандарту» лечения болезни Паркинсона леводопе, но не имея её побочных эффектов. Осуществлён синтез всех пространственных изомеров соединения, что позволило выбрать наиболее эффективный стереоизомер.
Институт химии нефти СО РАН успешно занимается проблемами рекультивации нефтезагрязнённой почвы аборигенной микрофлорой, стимулированной минеральным азотистым субстратом. Биодеструкция нефти возрастает с увеличением численности и ферментативной активности микроорганизмов — при внесении питательных субстратов численность микрофлоры в почве, загрязнённой нефтью, возрастает на
В Институте углехимии и химического материаловедения СО РАН разработан комплекс технологий выделения гуминовых препаратов из углей.
Бурый уголь Тисульского месторождения Кемеровской области — важный и перспективный источник получения гуминовых веществ. Из тонны угля можно произвести от 280 до 700 кг безбалластных гуматов. Полученные препараты опробованы на практике при выращивании сельскохозяйственных культур. В.частности, после обработки гуматами семян пшеницы их всхожесть на лёссовидном суглинке увеличилась на
У этих работ огромные перспективы — мы знаем, в каком состоянии находятся почвы в промышленных районах Сибири и приграничных территориях.
Биологические науки
и медицинские технологии
В области биологических наук и медицинских технологий получен ряд блестящих результатов.
В Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН путём присоединения к антителу человека фрагмента антитела мыши создано химерное антитело, прочно связывающее вирус клещевого энцефалита. Получен его стабильный штамм-продуцент, отработаны способы очистки.
Введение химерного антитела в дозировке
Ещё одна опасная инфекция — клещевой боррелиоз — вызывается бактериями комплекса Borrelia burgdorferi sensu lato. При заболевании поражаются кожные покровы, опорно-двигательный аппарат, нервная и сердечно-сосудистая системы. Крайне актуальна своевременная диагностика этого заболевания. Для создания эффективных диагностических систем необходимо знать строение генома подвидов бактерий, распространённых на территории РФ.
В ИХБФМ СО РАН провели секвенирование полного генома подвида боррелий, обитающего в Азиатской части России. При сравнении с геномами европейских штаммов B. garinii обнаружены отличия в десятках генов, включая гены компонентов клеточной мембраны и основных иммуногенных белков.
В том же институте ведутся работы по созданию нового противоопухолевого агента на основе двуцепочечной РНК. Экспериментально установлено, что иммуностимулирующая РНК (isРНК) ингибирует рост первичной опухоли меланомы В16 и снижает количество метастаз в лёгких мышей.
Ещё одна работа ИХБФМ СО РАН совместно с ИФП и ИАиЭ СО РАН в рамках интеграционного проекта № 41 связана с созданием автоматического ДНК-синтезатора, позволяющего проводить параллельный синтез наборов олигонуклеотидов. Синтез фрагментов ДНК проводится на поверхности микрореакторов кремниевого микрочипа с использованием фотохимических процессов. Предусмотрен контроль за эффективностью наращивания ДНК-цепи с помощью прецизионной эллипсометрии. За этой работой также большое практическое будущее.
В Институте биофизики СО РАН продолжаются исследования биосовместимого материала биопластотан, два года назад удостоенные премии Президента РФ для молодых учёных (её получила Е. И. Шишацкая). В настоящее время из полиэфиров биопластотан и компонентов на их основе разработано семейство матриксов различной геометрии, эффективных в качестве носителя лекарственных препаратов и культивируемых клеток. Высокие биосовместимость и функциональные свойства матриксов доказаны в культурах клеток и в экспериментах на лабораторных животных. Ряд изделий передан для испытаний в клиники.
Интеграционный проект № 98, в котором головным выступает Институт химической биологии и фундаментальной медицины, посвящён нафтохинону — специфическому ингибитору роста раковых клеток.
В ходе его выполнения синтезированы 19 новых полифторированных производных нафтохинона (НИОХ), оценены их свойства в качестве мутагенов, канцерогенов и антиокислителей (ИЦиГ). Проведён анализ подавления этими соединениями роста нормальных и раковых клеток (ИХБФМ). Показано, что по совокупности отсутствия свойств мутагенов и большей эффективности в подавлении раковых по сравнению с нормальными клетками семь из
Науки о Земле
Науки о Земле в Сибирском отделении опираются на фундаментальные результаты всемирно известных научных школ.
Один из них связан с математическим моделированием так называемых магматических диапиров, т.е. выбросов пластических масс на поверхность земной коры (интеграционный проект № 2, участники — ИГМ, ИВТ, ИГиЛ, координатор —
ак. В. В. Ревердатто). Смоделирован цикл зарождения диапира, его подъёма на предельную высоту и застывания при прекращении действия теплового источника или установлении стационарного режима конвекции при постоянном действии источника тепла. Периодичность излияний траппов на юге Сибирской платформы, определённая по геохронологическим данным, совпадает с полученной в модели цикличностью глубинного диапиризма с периодом
Изучена динамика магматических очагов под Ключевской группой вулканов по результатам сейсмической томографии (ИНГГ СО РАН, ИВиС ДВО РАН). Обработанные данные сейсмических наблюдений с 2001 по 2008 годы позволили построить четырёхмерную сейсмическую модель (с учётом вариации во времени) коры и верхней мантии под Ключевской группой вулканов. Полученная 4D модель показывает чёткую связь между изменениями сейсмических свойств в коре и фазами активности вулканов. Поражает то, что моделируются процессы, происходящие на глубинах 30 и более километров — мы начинаем понимать глубинные процессы в земной коре в самом прямом смысле этого слова.
Очень важная работа осуществлена в ИНГГ СО РАН — построен комплект структурных карт по главным нефтегазоносным резервуарам Западно-Сибирского мегабассейна масштаба 1:2 000 000. На основе созданной серии палеогеографических карт на отдельные интервалы времени восстановлена история тектонического развития и акватории Карского моря, и прилегающих территорий Ямало-Ненецкого АО. Работа поможет облегчить разведку месторождений нефти и газа в этом обширном регионе на основе новейших достижений геологической науки.
Ещё одна практически важная работа — в ИГМ СО РАН обоснован комплекс критериев для выделения и оценки золоторудных месторождений в корах выветривания. Показано, что перспективы выявления золотоносных кор выветривания, в том числе с тонким и мелким золотом, связаны в первую очередь со старыми горно-рудными районами Сибири, куда относятся Салаир, Кузнецкий Алатау, Горный и Рудный Алтай, Енисейский кряж, Забайкалье.
В Лимнологическом институте СО РАН обработаны результаты съёмок байкальского дна многолучевыми эхолотами. Впервые получены высокоразрешающие батиметрические данные для Южной и Средней котловин озера Байкал на площади 16 000 кв. км.
Обнаружена 121 топоструктура в виде возвышенностей на различной глубине — от 30 до 1500 м. Диаметр топоструктур варьирует от первых метров до полутора километров, а высота достигает 100 м. Впервые на Байкале обнаружены три отрицательные структуры — покмарки. Геологическое опробование 38 новых глубоководных структур показало, что 12 из них являются грязевыми вулканами, остальные — подводными возвышенностями без изменений в геологическом разрезе. Открыто 12 новых мест приповерхностного залегания газовых гидратов. С помощью акустических методов оценён поток метана из газовых факелов, извергающихся в воду со дна пелагической области Южного и Среднего Байкала, составляющий
В Институте угля СО РАН обоснована технология отработки мощных пологих угольных пластов с монтажным слоем.
Для отработки монтажного слоя используется безразгрузочный комплект передвижных камер (БКПО) с созданием гибкого перекрытия и противопожарных мер. Отработка нижнего слоя осуществляется механизированными комплексами с регулируемым площадным выпуском угля из межслоевой толщи под защитой гибкого перекрытия. Регулируемый площадной выпуск межслоевой толщи обеспечивает полноту выпуска, тем самым снижая эксплуатационные потери и зольность добываемого угля. Использование БКПО для отработки монтажного слоя снижает в два-три раза металлоёмкость и эксплуатационные затраты на добычу по сравнению с комплексно-механизированным очистным забоем. Это одно из предложений, которые могут представить интерес для угледобывающих компаний.
В Институте криолитозоны Земли проведена оценка роли криогенных оползней скольжения в эволюции тундровых ландшафтов Западной Сибири, т.е. как раз там, где идёт активное промышленное освоение, связанное с разработкой месторождений нефти и газа. В результате активизации оползневых процессов и рассоления морских многолетнемёрзлых пород в подзоне типичных тундр происходит обогащение растений, почв, пород и вод многими химическими элементами, что служит причиной аномально высокого биоразнообразия и биопродуктивности. Установлено, что оползневые процессы постепенно продвигаются на север, из южных тундр в арктические, что может свидетельствовать о потеплении климата Арктики.
Новая научная станция на острове Самойловском в дельте Лены построена по прямому поручению В. В. Путина, посетившего год назад старую станцию. Это место в далёком Заполярье очень важно для различных наблюдений за водной средой, атмосферой, состоянием ионосферы, животным миром, экологией и т.д. В нынешнем году предполагается введение станции в строй. Здесь мы получаем важный форпост для исследований в Арктике и надеемся, что подобных станций в зоне действия Сибирского отделения на арктическом побережье будет ещё несколько.
В настоящее время работы на станции ведутся силами Института мерзлотоведения и ИНГГ. Реализуется международное сотрудничество, главным партнёром в котором является германский Институт Арктики и Антарктики им. Вегенера.
Гуманитарные науки
В Институте археологии и этнографии СО РАН установлено, что переход к верхнему палеолиту на Алтае начался
В Институте филологии СО РАН подготовлены и выпущены в свет
Тем же институтом выпущены в свет два тома серии «Памятники фольклора народов Сибири и Дальнего Востока»: «Несказочная проза алтайцев» (Т. 30) и «Фольклор белорусов Сибири и Дальнего Востока» (Ч. 1, Т. 31). В
В Институте гуманитарных исследований и проблем малочисленных народов Севера СО РАН подготовлен и выпущен в свет VIII том Большого толкового словаря якутского языка (на букву С). Работы предстоит ещё много.
В Институте истории СО РАН сделана очень важная работа — подготовлена монография «Траектория проектов в высоких широтах» (Новосибирск: Наука, 2011). В книге представлена общая ретроспективная картина российской государственной политики в Арктике на протяжении нескольких столетий. Рассмотрена эволюция оценок экономического потенциала российского Севера, эффективности способов хозяйствования, администрирования и демографического развития территорий с экстремальными природно-климатическими константами. Показано, что практическое решение проблем освоения северных территорий в досоветский период не имели успеха. Масштабы капитальных вложений, необходимых для реализации крупных хозяйственных проектов, превосходили возможности мультимиллионных состояний сибирских золотопромышленников. Евророссийский и иностранный капитал без государственных льгот, привилегий и других гарантий не проявлял заинтересованности в хозяйственном освоении Севера. Постсоветскому частному капиталу Север достался с действующими производственными структурами и заделом на будущее, что даёт основания рассчитывать на перспективу развития северной экономики.
В Институте монголоведения, буддологии и тибетологии СО РАН выпущена монография «From Tibet Confidentially», которая впервые вводит в научный оборот ценные исторические источники по новейшей истории Тибета, отношениям этой страны с Цинской империей, Республиканским Китаем, Британской Индией, Великобританией, Россией, Японией, Монголией и другими странами. Эти сведения содержатся в 25 секретных письмах, написанных Далай-ламой XIII и видными тибетскими государственными деятелями начала ХХ века и адресованных представителю Тибета в России и СССР Агвану Доржиеву. В книге опубликованы факсимильные копии текстов писем, их научный перевод на английский язык, дан развёрнутый анализ содержащегося в них исторического материала.
Экономические науки
В Институте экономики и организации промышленного производства СО РАН исследована ситуация в сырьевой базе нефтегазового сектора. К сожалению, сделанные оценки довольно пессимистичны. В России падает процент извлекаемости нефти, в то время как в США он растёт. Эта тенденция является для нас исключительно важной проблемой. В условиях ухудшения сырьевой базы только постоянное технологическое обновление производства и экономические стимулы способствуют повышению эффективности освоения недр.
Работы ИЭОПП показывают, что существуют институциональные барьеры в развитии нефтегазового сектора России, и главными из них являются организационная структура (доминирующее положение крупных компаний, отсутствие конкуренции), режим недропользования (в первую очередь, недостаточно эффективный контроль со стороны государства), плохая проработанность системы налогообложения.
Технологическому развитию нефтегазового сектора и мотивации к рациональному использованию запасов мешают их выборочное использование, неумение и нежелание осваивать трудноизвлекаемые запасы, зависимость от технологического импорта.
В рамках междисциплинарного проекта № 8 «Демографические, этические и социальные риски развития человеческого потенциала Сибири» (ИЭОПП, ИАЭТ, координатор — ак. В. В. Кулешов) проанализированы неблагоприятные тенденции в демографической сфере, затрудняющие развитие Сибирского региона: сокращение численности населения, старение возрастной структуры трудоспособного населения, снижение качества человеческих ресурсов за счёт роста заболеваемости и ухудшения репродуктивного и психического здоровья.
При планируемом росте темпов экономического развития с увеличением спроса на рабочую силу такая демографическая ситуация не сможет в полной мере удовлетворить потребностей растущей экономики за счёт привлечения россиян из других регионов даже при создании самых благоприятных социально-экономических условий в регионах Сибири.
Этносоциальная динамика в Сибири характеризуется усилением «ориентальной» составляющей в этнодемографической структуре региона, растущей конкуренцией на рынке труда по этническому признаку. На фоне трансформации и дестабилизации (в ходе миграции из центрально-азиатских государств) сложившихся в регионе моделей межэтнического взаимодействия и растущих социальных противоречий происходит политизация этнических процессов с усилением конфликтных настроений в городах СФО, понижение уровня толерантности в общественных коммуникациях, радикализация ксенофобских настроений части населения и их актуализация националистическими организациями.
Хотя эти тенденции не являются доминирующими, они могут рассматриваться как проявление угрозы этнополитической стабильности российского общества и как следствие — развитию человеческого потенциала в Сибири.
Социальные угрозы человеческому развитию в Сибири: ресурсная необеспеченность воспроизводства человеческого капитала, низкая социальная доступность рекреационных, образовательных и других социальных услуг, недостаточные социальные расходы государства. Надо обратить внимание, что 85 % населения России получает от
Отсутствие условий для расширенного воспроизводства человеческого капитала в России в целом и особенно в сибирских регионах можно рассматривать как угрозу национальной безопасности, т.к. низкий уровень развития человека является тормозом как для инновационного прорыва, так и для преодоления демографического кризиса в стране.
Итогом интеграционного проекта станет коллективная монография «Перспективы и риски развития человеческого потенциала в Сибири» (25 п.л.), запланированная в печать в 2012 году.
Ещё один результат ИЭОПП также связан с анализом доходов населения. Показано, что за
ИННОВАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
К инновационной деятельности я и перехожу. Для начала — несколько практических результатов.
Все мы знаем проект «Сибирская керамика», значимый для Новосибирска и области и профинансированный со стороны «Роснано». В его осуществлении велик вклад институтов Сибирского отделения, в первую очередь ИХТТМ и ИТПМ. В Конструкторско-технологическом институте научного приборостроения СО РАН получен ещё один результат — разработана оптико-электронная система бесконтактного контроля геометрических параметров изделий из вакуумной керамики, в т.ч. с металлизированной поверхностью. Применение разработанных алгоритмов обработки изображений 3D объектов позволило радикально уменьшить погрешность измерений (с 50 до 2 мкм). Система не имеет мировых аналогов и с мая 2011 г. находится в промышленной эксплуатации в ОАО
В Новосибирском метрополитене на станции «Студенческая»1 марта 2012 г. состоялась презентация автоматизированной системы управления движением поездов, разработанной в Институте автоматики и электрометрии под руководством доктора технических наук Ю. Н. Золотухина. Аналогов разработке сибирских учёных в мире не существует. Работа наглядно демонстрирует, насколько велик потенциал институтов СО РАН в решении проблем города и области.
Ещё одна практически важная разработка связана с применением фотоприёмных устройств. В Институте физики полупроводников получено новое качество — создана серия устройств на основе матричных неохлаждаемых микроболометрических приёмников: тепловизионная камера с расширенными функциональными возможностями и с выводом изображения на малогабаритный жидкокристаллический экран форматом 2×3 см, опытный нашлемный прибор для регистрации изображений в условиях ограниченной видимости. Применение этих изделий в горно-спасательной части в Прокопьевске показало прекрасный результат — изображение спасателей в конце задымлённого тоннеля шахты очень хорошо видно на удалении 20 м.
Что сделано
в Сибирском отделении в целом?
Институты СО РАН участвуют в создании и деятельности хозяйственных организаций: 29 институтов входят в число учредителей 53 коммерческих и некоммерческих организаций. Зарегистрировано 19 малых инновационных предприятий, учредителями которых институты СО РАН выступают в соответствии с №
ООО «СибГеоИнновация (ИНГГ) — программа ЭВМ Isystem.
ООО НПО «АкадемГЕО» (ИГМ) — база данных россыпного золота Новосибирского сектора Колывань-Томской складчатой зоны.
ООО «ИЯФ — передовые пучковые технологии» (ноу-хау — технология изготовления цифровых детекторов гамма-квантов с высоким координатным разрешением на основе сцинтилляционных кристаллов, технология изготовления прецизионных многоапертурных ионно-оптических систем с баллистической фокусировкой).
ООО научно-инновационное предприятие «ИЦиГ-Плюс» (ноу-хау — модифицированный метод выделения ДНК/РНК из проб крови.
ООО «Сибмикрореактор» (ИК) (патент РФ на изобретение «Реактор для парциального окисления углеводородов»).
ЗАО «Научно-технологический центр углеродных материалов» (ИППУ) (патенты РФ на изобретения «Способ получения пористого углеродного материала» и «Способ получения сажи и реактор для его осуществления»).
На базе научно-технического задела 20 институтов СО РАН работают 102 российские организации и две зарубежные фирмы.
Приведённые данные показывают, что институты СО РАН повернулись лицом к инновационной деятельности, и я думаю, здесь нас ждут очень хорошие результаты.
Для активизации инновационной деятельности в Сибирском отделении в прошлом году из средств целевой программы «Оборудование» были поддержаны проекты, направленные на получение пилотных образцов наукоёмкой высокотехнологической продукции. На конкурс было подано 42 заявки на сумму 969,8 млн руб, поддержано семь проектов на общую сумму 120 млн руб.:
1. Биотехнологическое производство терапевтических и диагностических белков и нуклеиновых кислот (ИХБФМ).
2. Разработка комплекса для создания высокоплотных керамических и композиционных материалов с экстремальными механическими, оптическими и диэлектрическими свойствами (ИХТТМ).
3. Мощные пучки частиц для термоядерных исследований (ИЯФ).
4. Разработка высокоэффективного оригинального препарата «Агсулар» гиполипидемического и антикоагулянтного действия на основе древесины лиственницы сибирской для профилактики и лечения атеросклероза (ИрИХ).
5. Создание опытной базы для отработки технологий получения структурированных катализаторов и биокатализаторов для модернизации отечественной пищевой промышленности (ИК).
6. Разработка и создание технологического комплекса для производства компонентов волоконной и дифракционной оптики, акустооптики и микромеханики (ИАиЭ).
7. Разработка технологии для создания новой элементной базы полупроводниковых приборов дистанционного зондирования и связи (ИФП).
Во всех случаях очевидно, что речь идёт о совершенно конкретных продуктах, имеющих ясную нишу практического использования, в том числе для организации малых инновационных предприятий. Я думаю, это направление в Сибирском отделении должно быть продолжено и в этом году, и в последующем.
В прошлом году была предпринята очень важная инициатива — 14 июля мы провели расширенное заседание Президиума СО РАН, на котором была принята Программа развития инновационной деятельности Сибирского отделения Российской академии наук. Институтам и научным центрам было рекомендовано разработать аналогичные программы.
Безусловно, эта деятельность достаточно хорошо идёт в Томске и Красноярске. Совсем недавно, 20 марта Президиумом ИНЦ СО РАН утверждена Программа инновационного развития Иркутского научного центра СО РАН и Иркутского Академгородка на
Перспективные проекты, представленные институтами ИНЦ СО РАН, в большинстве своём являются продолжением уже выполненных фундаментальных научно-исследовательских работ, нацелены на создание инновационных продуктов и технологий с высоким потенциалом коммерциализации, в том числе на основе учреждения при институтах малых инновационных предприятий, использующих результаты научных разработок. Практически все из
Все научные центры Сибирского отделения должны последовать примеру Новосибирска, Красноярска, Томска и Иркутска, потому что это именно то, что от нас ждут и общество, и правительство. Это, действительно, будет ответ на вызовы времени.
Программа развития инновационной деятельности на
1. Квантовые свойства гетероэпитаксиальных структур кадмий-ртуть-теллур и их приложения для получения нового поколения светочувствительных элементов, фотоприёмных устройств и систем оптоэлектроники.
Заказчики и потребители: ОАО «НПК Оптические системы и технологии». ФГУП «Орион» ОАО «Сапфир», ОАО «Красногорский оптико-механический завод» ФГУП «ГИПО», предприятия Новосибирского кластера оптико-электронных систем, концерн радиосвязи «Вега» и др. Ориентировочный объём рынка — десятки миллиардов рублей.
2. Новые материалы для электроники, в т.ч. СВЧ-электроники, силовой электроники и сенсорики: графен, слоистые полупроводники типа MoS2, срощенные структуры А3В5 — кремний, кристаллы алмаза и алмазоподобные слои.
Заказчики и потребители: ОАО «Микран», ФГУП «Радиосвязь», предприятия ОПК и др. Ориентировочный объём рынка — десятки миллиардов рублей.
3. Полупроводниковые наносистемы для биосенсоров и бионаноэлектроники.
Заказчики и потребители: институты РАН, РАМН, малые высокотехнологические компании и др. Ориентировочный объём рынка — несколько миллиардов рублей.
4. Квантовая оптика и квантовая информатика, устройства квантовой криптографии.
Заказчики и потребители: центр квантовых технологий «Сколково», федеральные и частные структуры, малые высокотехнологические компании и др. Ориентировочный объём рынка — несколько миллиардов рублей.
Ресурсное обеспечение проектов: федеральные целевые программы министерств и ведомств, программы инновационного развития корпораций, средства технологических платформ, собственные средства предприятий, программы инновационного развития технопарков и вузов, конкурсные программы СО РАН.
Я призываю (а вскоре начнём и требовать!), чтобы в каждом институте СО РАН были разработаны программы инновационной деятельности, подобные той, что создана в ИФП и уже во многих других институтах.
Работы в интересах обороны
и безопасности
Следующая часть доклада посвящена работам в области обороны и безопасности, инициированным последними решениями Правительства и Президента РФ, Речь идёт о том, что в ближайшие годы промышленность будет развиваться на основе технологий, которые в первую очередь будут использованы в оборонно-промышленном комплексе. На эти цели предлагается использовать значительную часть бюджета Российской Федерации. Политические события последних двух десятилетий развеяли в дым иллюзии о том, что в мире у нас все друзья — в мире процветает культ грубой силы. А мы имеем большую территорию с огромными природными богатствами.
Надежды на успех в этом направлении связаны как раз с тем, что Сибирское отделение не выполнило установку
— Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича;
— Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова;
— Институт лазерной физики;
— Институт автоматики и электрометрии;
— Институт оптики атмосферы им. В. Е. Зуева;
— Институт мониторинга климатических и экологических систем;
— Институт солнечно-земной физики;
—Институт проблем химико-энергетических технологий.
Сибирское отделение ведёт исследования в интересах национальной безопасности по следующим приоритетным направлениям:
— создание нового поколения материалов, элементов и устройств полупроводниковой микро-, нано, и оптоэлектроники для систем управления высокоточным оружием, полноформатных обзорно-прицельных комплексов ультрафиолетового, инфракрасного, терагерцевого диапазона и средств бесконтактного ведения боевых действий;
— разработки нанотехнологий для упрочнения материалов, повышения износостойкости, коррозионностойкости агрегатов, принципиально новых типов материалов для радио- и теплопоглощающих нанопокрытий;
— создание более эффективных композиционных энергетических материалов для твёрдых ракетных топлив, боевых частей и снарядов;
— развитие гиперзвуковых технологий для создания новых типов активно-реактивных снарядов, гиперзвуковых управляемых крылатых ракет и гиперзвуковых самолётов со скоростью полёта до 12 М;
— развитие прецизионных лазерных систем для решения задач управления, локации и навигации, разработка высокоэффективных мощных мобильных лазерных систем для лучевого оружия;
— создание нового поколения сверхмощных компактных импульсных источников сверхширокополосного электромагнитного излучения для функционального поражения радиоэлектронного оборудования и систем летального и нелетального воздействия;
— создание гелиогеофизического комплекса для контроля солнечной активности, процессов в магнитосфере и ионосфере, слежения за космическими объектами;
— развитие новых технологий для предприятий ядерного оружейного комплекса России;
— разработка проектов освоения новых месторождений минерального сырья для нужд предприятий ОПК;
— развитие нанобиотехнологий для создания нового поколения препаратов антибактериального, иммуномоделирующего, антистрессового и протвогрибкового действия, нанодисперсных форм вакцинных препаратов для обеспечения защиты войск и населения;
— изучение проблем региональной экономики, моделирование и прогнозирование конфликтных ситуаций в экономике, экологии, ресурсообеспечении и трансграничном взаимодействии.
Эти 11 направлений были представлены вице-премьеру Д. О. Рогозину во время его визита в Новосибирск 9 февраля (это был первый случай в новейшей истории России, когда заместитель главы правительства участвовал в работе Президиума Сибирского отделения) и Совету безопасности, который проходил в Бийске совсем недавно.
В результате появилось поручение Д. О. Рогозина от 14 марта о создании на базе институтов СО РАН Центра фундаментальных исследований и разработок для обороны и безопасности. Практически мы должны создать консорциум или некоммерческое партнёрство с участием тех предприятий, с которыми Сибирское отделение давно и успешно работает. Задача этой организации будет состоять в том, чтобы обеспечить участие СО РАН в выполнении федеральных целевых программ в этой области и выходе на капитальные вложения, в чём мы давно нуждаемся, ибо без капвложений нет развития.
В настоящее время уже прорабатываются решения по созданию в Сибирском отделении гиперзвуковой аэродинамической трубы (ИТПМ) и строительстве корпуса чистых помещений для производства полупроводниковых наноструктур (ИФП).
Кроме результатов, о которых уже можно говорить, есть и новые задачи, и я призываю институты Сибирского отделения серьёзно отнестись к выполнению важных государственных заданий в этой области.
Задачи ближайшего будущего
В ближайшие годы Сибирское отделение должно обеспечить ориентацию планов НИР на проведение работ, востребованных в рамках основных направлений модернизации экономики России крупными отечественными корпорациями, регионами, образовательным комплексом и инновационным бизнесом.
В 2012 году должна быть завершена работа по оценке эффективности деятельности институтов и научных подразделений СО РАН в соответствии с основными принципами принятого Правительством РФ и Российской академией наук положения.
Будет продолжена практика конкурсного распределения части бюджетных средств в рамках целевых программ (экспедиции, обсерватории, издательская деятельность и др.), интеграционных проектов, программ РАН, деятельности Приборной комиссии, центров коллективного пользования. И эта конкурсная часть будет увеличиваться.
Я уже говорил об организации участков получения пилотных образцов востребованной высокотехнологической продукции в институтах и подразделениях СО РАН. Эта программа уже действует, и думаю, что в самое ближайшее время мы получим хорошие результаты.
Очень важное направление деятельности связано с выполнением решения Правительства РФ о создании Центра исследований, образования и разработок в Томске и поручения В. В. Путина, которое он дал 17 февраля, об организации такого же центра в новосибирском Академгородке.
Мы также должны принять программы комплексного развития научных центров и академгородков СО РАН. Данные задачи являются сложными, а времени совсем немного, и здесь Президиум пошёл на то, чтобы ввести две новых должности заместителя председателя Сибирского отделения по инновационной деятельности и организации взаимодействия с университетскими и уже сформировавшимися инновационными структурами — ОЭЗ в Томске, технопарками в Новосибирске, Иркутске, Красноярске, Кемерово. На новые должности заместителей председателя назначены
ак. Н. С. Диканский и
Последнее, о чём я хотел бы сказать, связано с тем, что 6 ноября 2011 г. подписан президентом Федеральный закон РФ №
Мы знаем ситуацию, когда общественные организации, некоторые представители органов власти и местного бизнеса высказывают претензии на громадную федеральную собственность, которая дана в управление Сибирскому отделению (напоминаю, что у нас девять научных центров и четыре академгородка — огромное высоколиквидное наследие наших отцов основателей). В
Второе важное положение связано с тем, что «государственные академии наук вправе осуществлять от имени Российской Федерации полномочия учредителей государственных унитарных предприятий, государственных учреждений (подведомственных организаций) и собственников закреплённого за ними федерального имущества». Я хотел бы заявить всем критикам Сибирского отделения и Российской академии наук в целом, что выход из правового поля совершенно недопустим! Мы имеем дело с чётко определённой формой федеральной собственности, которая находится в управлении государственных академий наук. Этим положением закона мы и будем руководствоваться. А федеральное имущество, которое имеется у Сибирского отделения, безусловно, будет использоваться для выполнения тех уставных задач и заданий Правительства и Президента РФ, которые перед нами стоят.
Благодарю всех, кто успешно работал в минувшем году и внёс большой вклад в прогресс сибирской науки, в том числе, и в настоящий отчёт. Спасибо за внимание.
стр. 2-5