0
17736
Газета Наука и технологии Печатная версия

13.12.2023 09:00:00

Мегагранты помогают выйти на новые научные рубежи

Российские лаборатории стали центрами международного научно-технологического сотрудничества

Тэги: наука и университеты, мегасайенс, образрвание, технологии, исследования


наука и университеты, мегасайенс, образрвание, технологии, исследования Разработки лаборатории магноники и радиофотоники ЛЭТИ позволят сделать компьютеры более компактными, энергоэффективными и быстродействующими. Фото с сайта www.etu.ru

Благодаря национальному проекту «Наука и университеты», который реализуется по решению Президента Российской Федерации, в стране была создана программа мегагрантов, нацеленная на международное сотрудничество российских вузов и научных организаций с учеными мирового уровня и ведущими научно-образовательными центрами в сферах науки, образования и инноваций. Программа существует с 2010 года, за это время в России было создано 345 лабораторий международного класса для проведения исследований.

Цель программы – создание в российских университетах и научных организациях исследовательских лабораторий мирового уровня под руководством ведущих ученых. Мегагранты решают ряд задач: привлекают в российскую науку крупнейших мировых ученых, в том числе проживающих за рубежом соотечественников, позволяют выполнять прорывные научные исследования в различных областях науки, готовить высококвалифицированные научные кадры, стимулировать приток молодежи в сферу науки, образования и высоких технологий. Еще одной крупной задачей является создание устойчивых связей с ведущими мировыми научными центрами и научными школами.

Участниками программы мегагрантов могут быть российские вузы и научные организации совместно с иностранными или российскими ведущими учеными, занимающими лидирующие позиции в определенной области наук. Максимальный размер гранта на научные исследования составляет 30 млн руб., а срок предоставления этой меры поддержки – три года. Сейчас программу планируют значительно расширить.

«Программа мегагрантов стала визитной карточкой России в сфере международного научно-технологического сотрудничества. Она способствует интеграции нашей страны в мировую среду и имеет большое значение не только с научной, но и внешнеполитической точки зрения. Программа помогает осуществить структурные сдвиги в управлении всей российской наукой», – отмечал министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков.

Санкт-Петербург

Один из примеров успешной реализации мегагранта по нацпроекту «Наука и университеты» – создание на базе Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета им. В.И. Ульянова (Ленина) (ЛЭТИ) лаборатории магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса. Она была открыта для реализации научно-исследовательского проекта «Резервуарные компьютеры на принципах магноники как новое направление искусственных нейронных сетей». Сегодня в коллектив лаборатории входят деять научных сотрудников, семь инженеров и четыре техника.

Проект направлен на решение одной из проблем современных электронных вычислительных машин: сейчас они подходят к пределу своих возможностей по соотношению производительности и энергозатрат. Научные группы по всему миру разрабатывают альтернативные подходы к построению компьютеров, чтобы сделать их более компактными, энергоэффективными и быстродействующими.

Относительно новым и перспективным направлением в данной области является радиофотоника, исследующая взаимодействие оптического излучения и радиочастотного сигнала в задачах приема, передачи и обработки информации. Ученые занимаются разработкой способов генерации, передачи и обработки сигналов с помощью электромагнитных волн оптического диапазона.

Одна из последних разработок сотрудников лаборатории – ячейка оперативной памяти для оптических компьютеров будущего. Это кольцевой микрорезонатор диаметром 256 мкм и толщиной 0,25 мкм, изготовленный по технологии «кремний-на-изоляторе». Под действием лазера устройство меняет характеристики и демонстрирует два различных стабильных состояния. Между ними можно переключаться, регулируя мощность оптического сигнала. «По аналогии с записью информации на обычных элементах памяти одно состояние соответствует нулю, а другое – единице», – пояснил доцент кафедры физической электроники и технологии ЛЭТИ Андрей Никитин.

Ранее ученые ЛЭТИ обнаружили эффект зарядовой бистабильности – существования двух различных стабильных состояний в зависимости от предыстории резонансной системы. Именно это открытие и помогло в создании оптической ячейки памяти.

Разработка может использоваться для конструирования оперативной памяти оптических компьютеров и других вычислительных устройств нового поколения. «Наши эксперименты по проверке концепции были проведены на сравнительно крупном экспериментальном образце кольцевого резонатора, размеры которого могут быть значительно уменьшены, – отметил руководитель лаборатории магноники и радиофотоники, профессор кафедры физической электроники и технологии ЛЭТИ Алексей Устинов. – Производить такие оптические ячейки можно с применением уже существующих технологий, что в будущем открывает широкие возможности для внедрения».

Пермь

Еще один пример – открытие по программе мегагрантов национального проекта «Наука и университеты» в Пермском национальном исследовательском политехническом университете (ПНИПУ) научно-исследовательской лаборатории механики биосовместимых материалов и устройств. На базе лаборатории ученые Политеха впервые создали технологию для быстрого и точного управления температурой сопла и полимерного материала в процессе послойного наплавления аддитивной печати. Эта разработка поможет повысить качество изделий, изготовленных на 3D-принтере.

В основе технологии послойного наплавления лежит экструзия – продавливание расплавленного термопластичного материала через сопло (трубчатую коническую насадку) с последующим соединением и отвердеванием. Один из важнейших технологических параметров в данном методе – температура.

В традиционных экструдерах невозможно точно и быстро измерить и отрегулировать температуру сопла, из-за чего часто возникают перегревы и недогревы полимерного материала при наплавлении. Эти недостатки связаны с большой массой теплообменника и его высокой тепловой инерцией, а также с задержками при измерении температуры с помощью контактных датчиков и рядом других проблем. По мнению специалистов, эти трудности можно преодолеть с помощью модификации конструкции сопла.

«Отсутствие быстрых методов измерения температуры сопла было одним из основных технологических недостатков, препятствующих эффективному использованию индукционного нагрева в аддитивном производстве по технологии послойного наплавления, – рассказал доктор технических наук, проректор по разработкам и инновациям, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского политеха Дмитрий Трушников. – Мы решили изменить оригинальную конструкцию сопла и индуктора. Бесконтактный характер метода индукционного нагрева позволит уменьшить массу нагреваемой части экструдера».

Сопло изготовили из ферромагнитного сплава, индукционно нагреваемого в процессе трехмерной печати. Кроме того, ученые создали метод, который снизит погрешность измерения температуры сопла в 100 раз.

«Применение метода индукционного нагрева сопла малой массы потребовало разработки быстрого бесконтактного метода измерения температуры, не зависящего от чистоты и свойств поверхности сопла, – отметил доцент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ, кандидат технических наук Игорь Безукладников. – Были обеспечены высокая точность и скорость управления температурой сопла и полимерного материала».

Благодаря методу измерения и регулирования температуры сопла, который разработали ученые ПНИПУ, становится возможным полноценное управление термическим циклом процесса. Это позволит не только улучшить качество сварного соединения между слоями материала, но и обеспечить постоянство качества на протяжении всего процесса печати. Усовершенствования сделают доступной 3D-печать крупногабаритных изделий и предметов сложной геометрической формы, в том числе из высокотехнологичных материалов и термопластичных композиций, востребованных в протезировании и авиастроении.


Читайте также


В Мневниковской пойме построят цирк будущего

В Мневниковской пойме построят цирк будущего

Елена Крапчатова

Москвичи на "Активном гражданине" выбирают, как будет выглядеть инновационное здание

0
4127
Константин Ремчуков. Госдеп США на своем сайте стал использовать термин «Компартия Китая» вместо «Китайская Народная Республика»

Константин Ремчуков. Госдеп США на своем сайте стал использовать термин «Компартия Китая» вместо «Китайская Народная Республика»

Константин Ремчуков

Мониторинг ситуации в КНР по состоянию на 03.03.25

0
6114
От полярных медведей до арктических микроорганизмов

От полярных медведей до арктических микроорганизмов

Татьяна Астафьева

Компания "Роснефть" в 2025 году продолжит выполнять программы по изучению и сохранению биоразнообразия в регионах Крайнего Севера

0
7593
Московским школьникам помогут погрузиться в математику и технологии

Московским школьникам помогут погрузиться в математику и технологии

Елена Крапчатова

Столичные власти обозначили приоритеты в развитии системы образования

0
8249

Другие новости