Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» показали перспективность выделения чистого водорода из продуктов паровой конверсии спиртов и эфиров электрохимическим способом. Они запатентовали установку, которая обеспечивает выше 90 % извлечения водорода с чистотой 99,96 об. %. Об этом сообщил в ходе V Российского конгресса «Роскатализ» ведущий научный сотрудник института Сухэ Бадмаев.  
Получение водорода из углеводородов и оксигенатов (прим.: спиртов и простых эфиров) обычно сопровождается образованием оксидов углерода. Чтобы очистить водород, ученые ИК СО РАН решили использовать электрохимический способ. Они разработали бифункциональные катализаторы для паровой конверсии оксигенатов и запатентовали устройство, которое состоит из водородного насоса (прим.: электрохимической ячейки) с мембраной на основе полибензимидазола, комбинированного с каталитическим реактором. В этом реакторе получают водородсодержащую смесь с минимальным содержанием монооксида углерода (прим.: СО), которая затем подается в водородный насос для извлечения чистого водорода.
«Разработанные нами бифункциональные катализаторы благодаря наличию поверхностных кислотных и медьсодержащих центров обеспечивают полное превращение диметилового эфира, диметоксиметана и метанола в водородсодержащий газ с концентрацией СО менее 1 об. %. Это очень важно, потому что концентрация монооксида углерода напрямую влияет на эффективность работы водородного насоса», — рассказывает ведущий научный сотрудник Отдела гетерогенного катализа к.х.н. Сухэ Бадмаев.
По его словам, чем больше СО в реформате, тем больше поляризуется электрод за счет отравления электрокатализатора, соответственно, увеличивается расход электроэнергии на выделение чистого водорода.
В итоге ученым удается извлекать 90 % водорода с чистотой 99,96 % при энергетической эффективности более 75 %. Примечательно, что данная установка может работать как топливный элемент: если не нужно получать водород, она может генерировать электроэнергию.
Следующий этап — разработать технико-экономическое обоснование создания таких установок.

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» модифицировали метод парофазной кристаллизации для получения нанокристаллов цеолитов, которые необходимы для нефтеперерабатывающей отрасли. Это позволило достичь 100 % выхода продукта, а также уменьшить объем токсичных сточных вод, которые образуются при производстве цеолитов.
Цеолиты — микропористые материалы с упорядоченной структурой, критически важные для катализа и адсорбции в химической промышленности. В нефтепереработке они используются как необходимый кислотный компонент бифункциональных катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга.
Классические методы синтеза для получения нанокристаллов цеолита, такие как гидротермальная обработка, требуют длительного центрифугирования, больших объемов воды и дорогостоящих структурообразующих агентов — темплатов. Процесс становится энергозатратным, сложным для масштабирования и экологически рискованным из-за образования токсичных сточных вод.
Ученые ИК СО РАН решили использовать метод парофазной кристаллизации, который устраняет эти ограничения. Сам способ впервые был описан в 1990-х годах, но специалисты дополнили его твердофазным смешением реагентов. Технология представляет собой обработку сухого геля из предшественников парами воды в автоклаве без прямого контакта твердой и жидкой фаз. Это позволило достичь выхода продукта до 100 % против 50 % при традиционном синтезе — и удешевления процесса. Сам гель состоит из источников кремния и алюминия, молекулярного темплата и воды. 
«Почему важно заниматься разработкой методов синтеза нанокристаллов? Пока что произведенные в России цеолиты сильно уступают по качеству зарубежным. В отечественных образцах самый маленький размер кристалла — 1 микрометр, а у конкурентов — 300-400 нанометров. Разработка методов получения цеолитов, очевидно, необходима для промышленности, чтобы в том числе снизить зависимость от импорта», — говорит младший научный сотрудник Отдела нетрадиционных каталитических процессов Алина Брагина.
На данный момент исследователи проводят эксперименты по модификации разработанного метода для удешевления и упрощения процесса получения бестемплатного цеолита ZSM-5. Также они планируют масштабировать данный метод в лабораторных условиях и испытать полученный цеолит в процессах каталитической гидроизомеризации и гидрокрекинга.

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» при поддержке Российского научного фонда ведут исследования по получению чистого водорода из аммиака с помощью фотокаталитических и фотоэлектрохимических процессов, протекающих при комнатной температуре. Технология перспективна для переработки аммиака, который в больших объемах образуется на таких объектах, как очистные сооружения. 
Исследования аммиака как сырья для производства водорода начались сравнительно недавно, в 2000-х годах. Интерес к этому способу растет — например, ранее упоминалось, что во Франции создадут пилотную установку крекинга аммиака.
Традиционно процесс разложения аммиака — это термокаталитический процесс, который протекает при температуре свыше 600 °C и требует катализаторов с содержанием платины 5–10 % от массы. Ученые ИК СО РАН решили исследовать фотокаталитические и фотоэлектрохимические методы, которые протекают при комнатных температурах, и «стартовать» с 1 % платины. 
Исследователи взяли полупроводники — диоксид титана, оксид вольфрама, оксид цинка, фосфат серебра. Системы, состоящие из полупроводника с нанесенным металлом, позволяют проводить процесс конверсии в две стадии: восстановление аммиака протекает на частицах металла, окисление — на поверхности полупроводника. Это делает процесс более энергоэффективным за счет пространственного разделения зарядов.
Помимо энергоэффективности важным аспектом является снижение содержания платины. Проведенные ранее исследования показали, что можно существенно снизить количество платины без потери активности или даже найти эффективные и более дешевые альтернативы. 
«Главные преимущества фотокаталитического и фотоэлектрохимического разложения аммиака — это возможность использования возобновляемой энергии, например, солнечной, и проведение процессов при комнатной температуре и атмосферном давлении. Это кардинально снижает энергозатраты. Кроме того, такие системы обладают значительным потенциалом для экологических приложений. Например, их можно интегрировать в системы очистки сточных вод на промышленных предприятиях», — говорит научный сотрудник Отдела гетерогенного катализа ИК СО РАН и Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» к.х.н. Дина Марковская.
Исследовательница отмечает, что фотокаталитический реактор, работающий на солнечной энергии, мог бы не только очищать воду от примесей аммиака, но и параллельно производить дополнительный водород, создавая замкнутый цикл. Учитывая масштаб объемов промышленных стоков, такая технология имеет значительный практический потенциал.
Сейчас ученые занимаются глубоким исследованием кинетики и механизмов разложения аммиака на разработанных катализаторах. Это необходимо, чтобы дать точную оценку практического потенциала технологий. В перспективе — создание сложных композитных фотокатализаторов, которые обладают улучшенными окислительно-восстановительными свойствами. 

Ишемический инсульт — одно из самых распространенных и тяжелых заболеваний, занимающее ведущее место среди причин смертности и инвалидизации пациентов. По последним данным, наследственность определяет до 40% риска заболевания. Однако выявленные на сегодняшний день генетические маркеры описывают лишь около 2% клинических проявлений ишемического инсульта.
В лаборатории молекулярной генетики человека Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий исследуют генетические основы ишемического инсульта, используя современные методы биоинформатики и искусственного интеллекта (ИИ). Исследования проводятся по двум направлениям: выявление геномных маркеров, ассоциированных с заболеванием у человека; исследование изменений работы генов в тканях головного мозга модельных животных при нарушении кровообращения.
Искусственный интеллект против инсульта
Для исследований ученые Курчатовского института используют данные тысяч пациентов с инсультом и здоровых людей. На данный момент они идентифицировали более сотни локусов (генов), связанных с инсультом, многие из которых были обнаружены впервые. Это стало возможным благодаря использованию ИИ, который анализирует совместный вклад множества локусов, в то время как классические методы проверяют на ассоциацию с заболеванием каждый маркер отдельно.
— Мы используем два основных подхода машинного обучения — с "учителем" и "без учителя". Первый позволяет строить прогнозные модели для определения принадлежности человека к группе больных или здоровых, а затем ранжировать генетические маркеры по важности вклада в заболевание. Второй объединяет локусы по их взаимосвязи, что дает возможность изучать ассоциации групп маркеров. В исследованиях применяются различные алгоритмы: ансамблевые модели, нейронные сети, методы кластеризации, — рассказывает Геннадий Хворых, главный специалист лаборатории молекулярной генетики человека.
Особое внимание ученые уделяют воспалительным процессам при инсульте.
— Общепринятым является то, что воспаление — это важный фактор атеросклероза, тромбоза и заболеваний мелких сосудов головного мозга, которые все вместе являются ключевыми механизмами риска развития тех или иных подтипов инсульта. Уже сложилось представление об инсульте как о непрерывном воспалении, которое возникло в одном органе и со временем распространилось на другой: воспалительный процесс, возникший в сосудах (атеросклероз), перешел в нейровоспаление (инсульт). Воспаление начинается с повреждения клеток, выстилающих сосуды, что приводит к активации иммунной системы и выработке провоспалительных белков. Наши расчеты показывают, что в ассоциированном с инсультом воспалении задействовано около 1300 генов, среди которых лидирует NF-кB, регулирующий воспалительные реакции, — говорит ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики человека КК НБИКС-пт НИЦ "Курчатовский институт" Андрей Хрунин.
Пептиды — новое слово в лечении
Ученые из Курчатовского института исследуют, как меняется работа генов в клетках головного мозга при нарушении кровообращения. Эти работы невозможно проводить на человеке, поэтому исследователи используют животные модели экспериментального инсульта. Исследователям удалось получить интересные данные на клетках мозга при модельном инсульте: они "увидели", как происходит угнетение работы генов, относящихся к системе нейросигнализации, и как активируются гены, связанные с системой воспаления.
— Мы выяснили, что при модельном инсульте подавляется работа генов, отвечающих за передачу нервных сигналов, и активируются гены воспалительного ответа. Также мы выявили, что возможно компенсировать эти нарушения с помощью пептидных препаратов. Мы изучили, как два синтетических нейроактивных пептида — АКТГ(4–7)PGP (препарат семакс) и АКТГ(6–9)PGP — влияют на мозг крыс в условиях, имитирующих ишемию-реперфузию, то есть нарушение кровоснабжения и последующее восстановление. Особенно заметным был компенсаторный эффект пептидов в области фронтальной коры мозга, где находятся клетки, способные к восстановлению. Кроме того, оказалось, что пептиды способны увеличивать пролиферативную активность нейроглии — вспомогательных клеток мозга — и активировать образование новых сосудов. То есть пептиды помогают мозгу восстановиться после инсульта, — объясняет старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики человека Иван Филиппенков.
Главное преимущество пептидов — мягкое действие без побочных эффектов. Пептиды способны одновременно защищать нервные клетки и снимать воспаление, что особенно важно при инсульте, когда страдают иммунная и нейрорецепторная системы.
Уникальная методология
На основе полученных данных ученые разработали уникальную комплексную методологию, которая позволяет переносить данные с модельных животных на геном человека для поиска маркеров заболевания, имеющих отношение не только к его предрасположенности, но и к тяжести течения. Исследователи успешно применили новую методологию на представителях русской популяции. В ходе работы изучены десятки генов, ассоциированных с ишемическим инсультом. Особенно важно, что ученые не только определили гены риска, но и установили связь некоторых из них с тяжестью течения заболевания. Разработанная методология станет связующим звеном между фундаментальными исследованиями и практической медициной. Она позволяет не только изучать молекулярно-генетические механизмы заболеваний, но и создавать конкретные инструменты для диагностики предрасположенности и прогнозирования тяжести течения ишемического инсульта.
— Основная задача нашего исследования по всем направлениям — создание в дальнейшем панели геномных маркеров для практического применения. Это позволит не только выявлять предрасположенность к инсульту, но и определять тяжесть течения заболевания, что крайне важно для разработки эффективных методов лечения и профилактики, — говорит Светлана Лимборская, член-корреспондент РАН, начальник лаборатории молекулярной генетики человека Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.

Ученые НМИЦ гематологии и НИЦ "Курчатовский институт" экспериментально подтвердили возможность трансплантации стромы костного мозга. Этот метод может значительно улучшить результаты лечения злокачественных заболеваний крови и ряда других патологий.
Сегодня при трансплантации костного мозга в ходе лечения острых лейкозов и других заболеваний системы крови врачи чаще используют не цельный костный мозг, а только мобилизованные в периферическую кровь гемопоэтические стволовые клетки — кроветворную ткань костного мозга. Однако пациентам со злокачественными заболеваниями системы крови важно пересаживать не только кроветворную, но и стромальную ткань костного мозга.
Строма окружает кроветворные клетки костного мозга и создает основу для их функционирования. Долгое время считалось, что стромальная ткань костного мозга не подходит для трансплантации. Позже выяснилось, что мезенхимные стволовые клетки (МСК) — ключевой элемент стромы — обладают свойствами, позволяющими успешную трансплантацию, однако попытки реализовать это на практике оказывались неудачными.
Российские ученые предположили, что необходимым условием успешной трансплантации МСК должно быть предшествующее значительное повреждение стромы костного мозга реципиента. В основе гипотезы — знание об "обязанности" стволовых клеток во взрослом организме проводить физиологическое самообновление тканей и органов и их регенерацию в случае травмы или угнетения. В этом случае повреждение органа или ткани может стать триггером для активации стволовых клеток для восстановления нарушенной функции.
Для проверки гипотезы был проведен эксперимент на мышах. Сотрудникам лаборатории геномики эукариот Курчатовского геномного центра удалось выделить из их костей достаточное количество геномной ДНК. Ученые ввели костный мозг мышей-самцов облученным и необлученным мышам-самкам той же линии.
— Кости мышей миниатюрные и очень хрупкие, требуется большое мастерство и профессионализм при работе с этими объектами. Но благодаря компетенциям наших сотрудников эта работа состоялась, — говорит начальник лаборатории Светлана Цыганкова.
Авторы разработали генетический подход, позволяющий с высокой чувствительностью измерять донорский химеризм (доли клеток донора в стромальных клетках костного мозга реципиента), когда донор и реципиент отличаются по полу. С помощью этого метода авторы показали, что в случае значительного предварительного повреждения стромы костного мозга дозой радиации доля донорских клеток в строме костного мозга реципиентов может достигать 20%, в то время как при незначительном повреждении стромы или в его отсутствие донорский химеризм составляет менее 1%.
Исследование показало возможность успешного приживления донорских клеток при условии предварительного повреждения стромы у пациента. Планируются новые, более сложные эксперименты, приближенные к реальным клиническим условиям.

Ученые из МФТИ и Курчатовского института теоретически предсказали существование новых типов хиральных эффектов, возникающих при взаимодействии света с веществом. Им удалось показать, что если в процессе фотоэффекта выбивать из молекул закрученные фотоэлектроны, то это позволяет наблюдать ранее недоступные проявления асимметрии, или хиральности.
В будущем новые методы, основанные на взаимодействии с вихревыми электронами, могут привести к созданию нового поколения приборов для высокоточного анализа хиральных соединений, что найдет применение в фармацевтике для контроля чистоты лекарств, в астрохимии для поиска внеземной жизни.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physics Letters A. Наш мир полон асимметрии. Подобно тому как левая и правая руки являются зеркальными отражениями друг друга, но не могут быть совмещены в пространстве, многие молекулы в природе существуют в двух «зеркальных» формах, называемых энантиомерами. Это свойство, известное как хиральность, играет ключевую роль в биологии и химии. Например, аминокислоты, из которых состоят белки в живых организмах, существуют почти исключительно в «левой» форме, а сахара — в «правой». В фармацевтике хиральность определяет эффективность и безопасность лекарств: часто один энантиомер является активным веществом, в то время как его зеркальный двойник может быть бесполезен или даже токсичен. Поэтому умение различать энантиомеры и измерять их концентрацию — одна из важнейших задач современной науки.
Одним из самых мощных инструментов для изучения хиральности является фотоэлектронный круговой дихроизм. Суть метода заключается в том, что на образец хиральных молекул направляют циркулярно поляризованный свет, который сам по себе обладает хиральностью — его можно представить как вращающийся по или против часовой стрелки. Этот поляризованный свет с определенной хиральностью выбивает из молекул электроны, и, как оказалось, распределения по направлениям их разлета зависит от того, совпадают ли «руки» молекулы и света. Регистрируя эту асимметрию, ученые могут с высокой точностью определять хиральность молекул. Однако у описанного метода есть фундаментальное ограничение: для наблюдения эффекта необходимо, чтобы и свет, и молекула — были хиральными.
В своей новой работе физики задались вопросом: что произойдет, если в этом взаимодействии появится третий хиральный участник — сам вылетающий электрон? В стандартном фотоэффекте электрон рассматривается как квантовая частица, описываемая в виде плоской волны. Однако современная физика позволяет создавать и детектировать так называемые закрученные электроны. Такой электрон не просто летит вперед, но и вращается вокруг своей оси движения, подобно крошечному торнадо, и несет в себе орбитальный угловой момент. Это вращение также может быть «правым» или «левым», что наделяет сам электрон свойством хиральности.
Ученые разработали общую теорию фотоэффекта, в котором детектируются именно такие вихревые электроны. Они проанализировали процесс, в котором участвуют три объекта, каждый из которых может быть хиральным или ахиральным (симметричным): фотон, молекула-мишень и выбитый электрон. Расчеты показали, что для наблюдения хиральной асимметрии, как и прежде, необходимо участие как минимум двух хиральных объектов, но теперь их комбинации стали гораздо богаче. Это привело к предсказанию нескольких новых, ранее не рассматривавшихся эффектов, которые выживают даже при усреднении по хаотической ориентации молекул в газе, что крайне важно для эксперимента.
 «Мы привыкли думать о хиральности как о свойстве молекул или света, — говорит Кирилл Базаров, младший научный сотрудник МФТИ, ассистент кафедры теоретической физики им. Л.Д. Ландау МФТИ. — Мы показали, что сам электрон может выступать в роли хирального зонда. Наша теория предсказывает, что можно, например, использовать обычный линейно-поляризованный свет для различения энантиомеров, если детектировать вихревые электроны».
В работе был предсказан новый тип асимметрии, который проявляется даже при ионизации ахиральных молекул. Если облучать симметричную молекулу хиральным светом, то число выбитых вихревых электронов, закрученных «вправо», не будет равно числу электронов, закрученных «влево». Таким образом, хиральность света можно измерить, анализируя хиральность рожденных им электронов.
Кроме того, оказалось, что  теория предсказывает возможность различать энантиомеры с помощью ахирального света. Обычный, линейно поляризованный свет, не обладающий собственной хиральностью, при взаимодействии с хиральной молекулой будет порождать асимметричное количество «правых» и «левых» вихревых электронов. Это означает, что для анализа хиральных молекул больше не требуется сложный источник циркулярно поляризованного света — достаточно стандартного лазера и детектора, способного различать вихревые электроны.
В будущем новые методы, основанные на взаимодействии с вихревыми электронами, могут привести к созданию нового поколения приборов для высокоточного анализа хиральных соединений, что найдет применение в фармацевтике для контроля чистоты лекарств, в астрохимии для поиска внеземной жизни и в фундаментальной физике для более глубокого понимания симметрий нашего мира.
Источник: Naked Science

Лечебные возможности серебра люди обнаружили более четырех тысяч лет назад, а научное изучение его антисептических свойств ведется с XIX века и связано с развитием микроскопии.
Современное научное сообщество традиционно считает основным принципом действия серебра его токсичность: терапевтический эффект достигается за счет ионов серебра, убивающих болезнетворные микроорганизмы. В Курчатовском институте предложили пересмотреть такой подход. Сотрудники лаборатории нанокапсул и адресной доставки лекарственных средств уже более 10 лет ведут оригинальные исследования по влиянию соединений серебра на живые организмы, а также знакомятся с работами других российских и зарубежных исследователей по этой теме.
Многочисленные работы отмечают, что серебро особенно токсично для патогенов и раковых клеток. Однако в этом случае оно может быть опасным также для полезных бактерий и здоровых клеток. В то же время исследования демонстрируют и стимулирующее действие препаратов серебра на целый ряд процессов организма.
"Токсическим действием обладает и мышьяк, и свинец, но ими не лечат. А вот многовековой опыт использования серебра, также обладающего определенным токсическим действием, показывает его широкоизвестный терапевтический эффект", — комментирует Анна Анциферова, ведущий научный сотрудник лаборатории. Токсичность должна приводить к угнетению организма, но на практике происходит обратное — стимуляция.
"На основе большого багажа знаний, в том числе и собственных исследований, мы пришли к выводу, что наблюдаемые эффекты не могут быть объяснены с точки зрения деструктивного действия ионов серебра. Механизм их терапевтического действия, по нашему мнению, заключается не в прямом уничтожении болезнетворных организмов и клеток, а в создании эустресса, стимуляции и активации собственных сил организма. А это, в свою очередь, запускает защитные механизмы и процессы восстановления. Селективность действия серебра обеспечивается мобилизованной под действием эустресса иммунной системой, которая эффективно распознает и нейтрализует патогены. Это аналогично положительному эффекту от закаливания", — рассказывает Анна Анциферова.
По словам ученых, эта концепция позволяет объяснить, почему препараты серебра усиливают пролиферацию клеток, улучшают когнитивные функции, повышают фертильность лабораторных животных, снижают воспаления. В лаборатории продолжаются работы по изучению свойств препаратов серебра.

Американское химическое общество опубликовало в издании  Journal of Agricultural and Food Chemistry результаты исследования по проекту ВИР, поддержанному Российским научным фондом. Руководитель – директор ВИР им. Н.И. Вавилова, член-корреспондент РАН Елена Хлесткина.
В комплексном исследовании, проведенном сотрудниками ВИР – в лице Елены Хлесткиной  и ведущего научного сотрудника отдела генетических ресурсов овса, ржи и ячменя Ольги Ковалевой – вместе с коллегами из Института цитологии и генетики СО РАН, Института генетики растений в Гатерслебене и Биологического факультета Лундского Университета на модели ячменя показан механизм  тканеспецифичной регуляции экспрессии генов растений за счет специализации не отдельных копий гена, а аллелей одного и того же гена.
Изучаемый ген Ant2 важен для неспецифической адаптации растений к стрессовым условиям. Для доказательства выявленного рационального генетического механизма адаптации растений к стрессу коллектив ученых применил методы прямой и обратной генетики, провел комплексное исследование более 500 образцов коллекции ячменя и осуществил редактирование гена Ant2 для подтверждения его функции. Среди вариантов изучаемого гена выявлен аллель Ant2.l, контролирующий синтез в зерне полезных для здоровья человека веществ антоцианов.
Напомним, ранее в ходе выполнения проекта РНФ 21-66-00012 под руководством Елены Хлесткиной впервые осуществлено восстановление функции гена с применением механизма NHEJ  (механизм, обычно применяемый в редактировании для «выключения» генов), ген-мишень, которому «вернули» функцию, также отвечал за синтез в зерновке ячменя антоцианов, важных для профилактики рака и возрастных нейродегенеративных заболеваний.

Терагерцовые технологии сегодня активно развиваются и сфера их применения весьма широка: от медицины (ТГц-излучения используют в медицинских томографах) до безопасности. В частности, с помощью терагерцовой спектроскопии можно анализировать химический состав и структуру материалов без их повреждения.
В настоящее время для разных задач созданы различные ТГц-излучатели. Среди них фотопроводящие антенны (ФПА) – экономичные и простые в изготовлении устройства, генерирующие терагерцовое излучение. Однако у ФПА есть недостаток – низкая эффективность преобразования энергии. Для генерации волн в ТГц-диапазоне с помощью ФПА используют преобразование лазерных лучей, однако лишь небольшая доля исходных импульсов "превращается" в ТГц-излучение, а большая часть энергии теряется в процессе.
Ученые ОСВЧПЭ им. В.Г. Мокерова Центра перспективной микроэлектроники НИЦ "Курчатовский институт" совместно с коллегами из ИОФ РАН предложили оригинальное и эффективное решение для генерации терагерцового излучения – одномерный массив, состоящий всего из семи единичных ФПА с топологией типа "диполь". Перед изготовлением устройства исследователи на основе компьютерного моделирования выявили принципиальное влияние поглощенной мощности лазерного возбуждения и периода массива на процесс формирования диаграммы направленности ТГц-излучения. Несмотря на относительную простоту конструкции массива, он оказался в 11 раз эффективнее единичной ФПА.
– Конструкция массива подобрана с учетом корректного выбора периода по отношению к поглощенной мощности лазерного возбуждения, поэтому она обеспечивает максимально эффективную перекачку энергии в основной лепесток диаграммы направленности антенны. Если в массиве больше двух элементов, то в диаграмме направленности всегда появляются боковые лепестки. Это похоже на то, как формируется дифракционная картина при прохождении света через узкую щель. В нашем случае мы подобрали параметры массива таким образом, что влияние боковых лепестков не значительно, – говорит Дмитрий Пономарев, заместитель руководителя ОСВЧПЭ им. В.Г. Мокерова.
Одномерный массив – промежуточный вариант между единичной ФПА и широкоапертурным ФПА-излучателем – то есть источником большой площади. Последние, хотя и обеспечивают генерацию более мощных ТГц импульсов, значительно сложнее в топологии и требуют больше ресурсов на изготовление. А конструкция, предложенная учеными Курчатовского института, гораздо проще и при этом незначительно уступает источникам большой площади по эффективности преобразования энергии.
Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves.

Российский научный фонд (РНФ) подвел итоги 2025 года. Ведущие ученые из экспертных советов РНФ отобрали десять наиболее ярких достижений российской науки, поддержанных Фондом. Среди них – проект совместного коллектива исследователей из НИЦ "Курчатовский институт" и Дальневосточного федерального университета, отмеченный в номинации "Инженерные науки".
Ученые создали и исследовали новый материал — двумерный альтермагнетик толщиной всего в один монослой. Это открывает путь к спинтронным устройствам будущего — энергоэффективной памяти и логическим схемам компьютеров на основе спина электрона.
Традиционно, магниты делятся на два класса — ферромагнетики и антиферромагнетики. Недавно открытые альтермагнетики сочетают в себе лучшие свойства этих двух классов, что ранее считалось невозможным: значительные спиновые сигналы при отсутствии мешающих работе устройств рассеянных магнитных полей.
Однако, современная электроника требует наноматериалов на уровне монослоя, интегрированных с кремниевой технологической платформой.
Ученые решили эту задачу, синтезируя на кремнии пленки на основе редкоземельного элемента гадолиния, уменьшая их толщину — от сотен атомных слоев до монослоя. Полученные пленки продемонстрировали все ожидаемые свойства альтермагнетиков. Переход к двумерному пределу позволил получить максимальные спиновые сигналы. Для различных приложений получены как металлические, так и полупроводниковые материалы. Последующие исследования позволили создать аналогичные редкоземельные альтермагниты на германиевой платформе.
Разработанная авторами технология делает возможным создание новых спинтронных устройств, в которых информация передается не только зарядом электрона, но и его спином. Это позволит осуществить переход к чипам с предельно низким энергопотреблением, которые работают быстрее, чем современные компоненты электроники.