Согласно целям нацпроекта «Наука», Россия к 2024 году должна войти в топ мировых научных держав. Национальная программа предусматривает поддержку молодых ученых, создание условий для развития и комфортной работы в своем регионе, в ее рамках открываются современные научные лаборатории и научно-образовательные центры.
Ученые, в свою очередь, с энтузиазмом используют полученные возможности для новых исследований, многие из которых направлены на решение таких глобальных задач, как предотвращение экологического кризиса, очистка водоемов и защита лесов.
Именно о таких ученых и их открытиях портал «Будущее России. Национальные проекты» совместно с Министерством науки и высшего образования России рассказывает в новой рубрике – «Наука спасает мир». О том, как очистить и защитить дно водоемов от нефти, как обстоят дела с климатом в Арктике и нужно ли вылавливать сомов, чтобы изучить популяцию – в первом материале рубрики.
Нефть озеру не страшна: ученые придумали, как очистить дно водоемов от углеводородов
Технологию «Аэрощуп» разработали в Биологическом институте Томского государственного университета. Система позволяет очистить дно водоемов от нефтяных отложений.
«Аэрощуп» основан на принципе флотации: устройство собирает нефть со дна за счет молекулярного прилипания нефтяных углеводородов к границе двух фаз – воздуха и жидкости. При этом для того, что провести работы на большом водоеме, не потребуется огромной команды – достаточно всего лишь пяти человек, так как многие процессы автоматизированы. Например, диагностику водоема и картирование загрязненной территории «щуп» производит самостоятельно.
Руководитель проекта, директор Биологического института ТГУ Данил Воробьев уже 20 лет занимается разработкой технологий очистки природы от нефти. По его словам, ежегодно в результате аварий в окружающую среду попадает около 20 миллионов тонн нефтепродуктов, и значительная часть этого объема поступает в водоемы. «Если водный объект находится в доступном месте, часть нефти удается собрать с поверхности воды, но при отсутствии оперативного сбора загрязнений до 60% сырья оседает на дно. Есть водоемы, до которых добраться крайне сложно, и там в течение 30-40 лет нефть остается в донных отложениях, отравляя экосистемы озер. Поэтому вопрос их очистки является одной из наиболее острых экологических проблем», – рассказал ученый.
На сегодняшний день «Аэрощуп» очистил свыше 100 озер в Нижневартовском районе Ханты-Мансийского автономного округа, технология получила бессрочное заключение государственной экологической экспертизы Росприроднадзора и не имеет аналогов. Всего же биологи ТГУ создали более 20 изобретений и технологий для очистки водоемов от нефти и нефтепродуктов.
Чистим воду естественной средой: ученые придумали эффективные и недорогие фильтры
Новый способ очищения водных объектов на примере рек Среднего Урала разработали сотрудники Института экономики УрО РАН. Они предложили проект по формированию биогеохимического барьера на пути потока загрязняющих веществ.
На Среднем Урале широко распространены живые организмы (растения) с высоким порогом токсичности, во многих случаях они являются доминирующими видами – это рогоз широколистный, ряска малая, хвощ речной, горец земноводный, рдест курчавый и т.д. Выбор или сочетание данных видов дает положительный экологический эффект при очистке поверхностных водоёмов. Живые организмы с высоким порогом токсичности способны поглощать большое количество загрязняющих веществ, при этом сохраняя свою жизнеспособность. Как отмечают ученые, снижение концентрации загрязняющих веществ на таких барьерах может достигать 80-90%.
Биогеохимический барьер моделируется в зависимости от характера загрязнения. Он может быть организован в виде искусственного водоема на загрязняемом водотоке, где в очистке воды участвует только погружённая водная растительность. Другой вариант – ботаническая площадка с «банкетами», которая эффективна при задержании органических веществ, нефтепродуктов, СПАВ, минеральных соединений, бактериального загрязнения. Наиболее сложная конструкция биогеохимического барьера – это биомодуль. Биомодуль представляет собой плавающую конструкцию, которая несет на себе модули с растениями, подобранными определенным образом. На них могут располагаться носители субстанции для закрепления микрофлоры и других звеньев биоты, а также могут быть помещены рыбы, – то есть сформирована полноценная озёрная или речная экосистема.
Проведенное лабораторное и натурное моделирование биоплато и изучение очищающей способности водоема в присутствии высшей водной растительности (рогоза узколистного и хвоща болотного) показало, что по всем загрязняющим компонентам – железо, медь, цинк, свинец, кадмий, мышьяк, сульфаты – достигается стабильное снижение концентрации от нескольких десятков ПДК до уровней, соответствующих требованиям для водных объектов питьевого и общесанитарного назначения.
Создатели способа – Александр Семячков, доктор геолого-минералогических наук, профессор, руководитель Центра природопользования в Институте экономики УрО РАН, заведующий кафедрой «Геоэкология» УГГУ, а также его коллеги, Александр Попов, кандидат технических наук и Виктория Почечун, кандидат геолого-минералогических наук – отмечают, что предложенные технологии защиты водных объектов с помощью биогеохимических барьеров являются инновационными, что связано с их высокой эффективностью, низкой стоимостью и возможностью применения в любых природно-техногенных условиях.
Граница материального мира
Объединенный институт ядерных исследований стал одним из победителей конкурса Минобрнауки России на предоставление грантов в форме субсидий в проведении крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития. Проект «Сверхтяжелые ядра и атомы: пределы масс ядер и границы Периодической таблицы Менделеева» затрагивает один из фундаментальных вопросов естествознания, связанный с границами существования материального мира – мира ядер и атомов.
История науки тесно связана с познанием окружающего мира: устройства, законов движения и границ существования. Сегодня известно, что элементов намного больше, чем предполагалось еще 50 лет назад, а значит, и границы материального мира значительно дальше.
В Периодическом законе химических элементов, обнародованном Дмитрием Менделеевым в 1869 году, было всего 63 элемента. Сегодня их – 118. И это, как следует из последних результатов, еще не предел.
В рамках проекта «Сверхтяжелые ядра и атомы: пределы масс ядер и границы Периодической таблицы Менделеева» ученые ОИЯИ собираются решить две задачи:
- Определить существование предельно тяжелых атомных ядер (в исследованиях свойств ядерной материи).
- Найти электронную структуру тяжелейших атомов в сверхсильных электрических полях (в исследованиях свойств атомной материи).
Первая часть проекта нацелена на глубокое понимание свойств ядерного вещества в условиях огромных кулоновских полей, а также неизвестных ядерных сил, способных удерживать до 300 нуклонов от развала на два фрагмента. Это позволит проследить эволюцию свойств ядер при приближении к границам стабильности и определить границы масс ядер. Последнее связано с природой ядерных сил, ответственных за связь протонов и нейтронов в тяжелейших ядрах. В астрофизических процессах природного синтеза они, как известно, определяют образование элементов во Вселенной.
В Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ были впервые синтезированы самые тяжелые элементы с атомными номерами от 113 до 118, замыкающие седьмой период Периодической таблицы Менделеева. В этих исследованиях впервые подтвердились предсказания современной теории ядра о существовании «острова стабильности» в области ранее неизвестных, самых тяжелых (сверхтяжелых) элементов. Они могут открыть новую, неизвестную и яркую область химии. Синтез первых элементов начала 8-го периода с атомными номерами 119 и 120 может быть осуществлен по аналогии с тем, как при открытии известных тяжелейших элементов, что является задачей недалекого будущего.
Экспериментальные исследования тяжелейших ядер и атомов пройдут на Фабрике сверхтяжелых элементов в Дубне. Фабрика базируется на новом ускорителе – циклотроне ДЦ-280 с интенсивностью пучков ионов, превосходящем все существующие в мире подобные ускорители. На установке каждую секунду происходят десятки триллионов ядерных реакций. В рамках проекта ученые ОИЯИ впервые реализуют преимущества нового комплекса – в экспериментальных исследованиях сразу двух сверхтяжелых элементов: 114-го (флеровия) и 115-го (московия). В химических свойствах флеровия, в частности, в его соединении с атомами золота при различных температурах, ожидается выраженный релятивистский эффект. А механизм образования изотопов московия (115) и свойства их радиоактивного распада являются прямой проверкой микроскопической теории ядра.
Вторая часть проекта относится к границам применимости Периодического закона Менделеева. «Проблема касается электронной структуры тяжелого атома, когда в игру вступает “релятивистские эффекты”, связанные с возрастанием массы электронов на внутренних орбитах по мере приближения их скорости к скорости света. Возникающее при этом “релятивистское сжатие” внутренних орбит меняет квантовые характеристики внешних электронов, ответственных за химические свойства элемента. Из-за быстрого роста релятивистского эффекта с увеличением атомного номера в химическом поведении сверхтяжелых элементов будет нарушено групповое подобие и “размыта” периодичность их свойств», – отметил академик РАН, научный руководитель Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ Юрий Оганесян.
Неопределенности в предсказаниях базовых свойств элементов, согласно расчетам, возникают, начиная с атомных номеров 122. Решить проблему могли бы квантовые компьютеры. Поэтому ученые института займутся разработкой алгоритмов (включая квантовые) для расчета структуры сверхтяжелых атомов и их реализацией с использованием суперкомпьютера «Говорун» ОИЯИ.
Над задачами будут работать научные сотрудники трех лабораторий: Объединенного института ядерных исследований (Дубна, Московская область), Санкт-Петербургского государственного университета, Института аналитического приборостроения РАН (г. Санкт-Петербург), а также ученые ведущих ядерно-физических центров GSI (Германия), PSI (Швейцарии) и Университета Тель-Авива (Израиль).
Проект возглавил академик Юрий Оганесян. Административным руководителем стал ученый секретарь ЛЯР ОИЯИ Александр Карпов. Более половины участников – молодые ученые, аспиранты и студенты. По результатам, полученным в ходе выполнения проекта, планируются защиты четырех диссертаций на соискание ученой степени кандидата (доктора) наук в 2022 году и трех – до конца 2024 года.
Итоги ИТ-диктанта: хорошее критическое мышление, но проблемы с поиском информации
Участниками Всероссийской образовательной акции по информационным технологиям «ИТ-диктант» стали более 50 тысяч человек из всех субъектов РФ. Среди них 14 000 студентов из 248 вузов и 10 000 школьников. Акция прошла в сентябре.
В этом году абсолютное большинство участников проверили свой уровень цифровой грамотности онлайн, ответив на 32 вопроса. Тестирование показало, что с направлением «Критическое восприятие информации» большинство участников справились хорошо (средний балл – 70,9). Вопросы касались определения достоверности источника информации и самой информации. Например, если вы наткнулись в интернете на новость с фотографией, и сомневаетесь в том, правдива ли она, то правильным и самым эффективным будет выполнить поиск по изображению, найти самое раннее появление этой фотографии в интернете и новости, с которыми она была связана. Самый высокий средний балл по этой компетенции у участников из Чукотского АО – 91,7.
Ответы на вопросы по цифровому потреблению также имеют высокий средний балл – 69,8. Большинство участников правильно отвечали на вопросы об особенностях социальных сетей, работе режима инкогнито в браузерах и cookies-файлах. Со средним баллом в 90,5 в лидеры вышли жители Камчатского края.
Вопросы из категории «Финансовые операции и онлайн-покупки» касались тех технологий и сервисов, к которым сегодня обращаются практически все пользователи. Это онлайн-покупки, безопасность виртуальных банковских карт и кэшбек. Средний балл – 69. Рекордный средний балл здесь набрали участники из Тверской области – 97,2.
В компетенциях «Цифровая безопасность» и «Использование цифровых устройств и их синхронизация» средний балл составил 67,6 и 66,7. Вопросы по безопасности были связаны со сменой паролей, путями заражения компьютера вирусами, а также о том, какая информация, угрожающая личной безопасности пользователя, может храниться и содержаться в цифровой фотографии. Категория «Поиск информации» стала направлением с самым низким средним баллом – 55,3. Здесь вопросы касались возможностей функционала поисковых систем, самого процесса поиска информации и его эффективности.
В этом году на «отлично» с диктантом справился 941 участник. В прошлом году оценку «5» получили 1048 человек.
Инициатором акции является Департамент информатизации Тюменской области. В этом году акция прошла уже во второй раз при поддержке федеральной сети «Точек кипения» и впервые при поддержке Минобрнауки России. Организаторами ИТ-диктанта в регионах выступили более 100 организаций, взявших на себя обязательства по продвижению и освещению образовательной акции.
Особенностью образовательной акции «ИТ-диктант» этого года стало участие иностранных государств. Проверкой своего уровня цифровой грамотности заинтересовались граждане: Украины, Казахстана, Беларуси, Таджикистана, США, Великобритании, Франции, Финляндии, Нидерландов.
Число участников академических обменов между Россией и Китаем достигло 100 тысяч человек
В формате видеоконференцсвязи состоялось 20-е заседание Российско-Китайской подкомиссии по сотрудничеству в области образования. Возглавили мероприятие заместитель Министра науки и высшего образования Российской Федерации Дмитрий Афанасьев и заместитель Министра образования Китайской Народной Республики Тянь Сюецзюнь.
Стороны подвели итоги работы, выполненной после проведения 19-го заседания Российско-Китайской подкомиссии, а также обсудили планы на ближайшую перспективу. За последние годы экспорт образовательных услуг в двух странах получил значительный рост, расширились взаимовыгодные связи между образовательными организациями, повысился уровень заинтересованности в изучении русского и китайского языков.
Стороны высоко оценили развитие межвузовского сотрудничества, в том числе в рамках деятельности ассоциаций профильных вузов России и Китая. Сопредседатели отметили, что совместный Университет «МГУ-ППИ в Шэньчжэне» является показательным примером успешного межвузовского сотрудничества двух стран. Университет должен стать одним из ведущих научно-образовательных учреждений с научно-исследовательскими центрами и комплексом лабораторий для проведения исследований по приоритетным для обеих стран направлениям.
Дмитрий Афанасьев обозначил основные ориентиры для совместной работы с китайскими партнерами по развитию и укреплению сотрудничества в области образования в 2020 году. Замминистра подчеркнул, что в период нестабильной эпидемиологической обстановки в мире нам необходимо уделять особое внимание разработке новых совместных онлайн-технологий для предоставления качественных образовательных услуг обучающимся в дистанционном формате, а также развивать электронные образовательные ресурсы на русском и китайском языках.
Минобрнауки России вводит новые ведомственные награды
Приказ «О ведомственных наградах Министерства науки и высшего образования Российской Федерации» от 14 августа 2020 года № 1020 опубликован на официальном интернет-портале правовой информации.
Приказом вводится новая линейка ведомственных наград, к уже имеющимся добавлены такие награды, как медаль «За безупречный труд и отличие», медаль «За вклад в реализацию государственной политики в области научно-технологического развития», медаль «За вклад в реализацию государственной политики в области образования», а ранее учрежденный знак отличия Министерства преобразован внешне и переименован в знак отличия Министерства - «Ветеран» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Кроме того, для молодых ученых, аспирантов учрежден нагрудный знак «Молодой ученый», награждение которым не предполагает требований к стажу.
В линейке ведомственных наград Минобрнауки России также сохраняются медаль К.Д. Ушинского, почетные звания «Почетный работник сферы образования Российской Федерации» и «Почетный работник сферы молодежной политики Российской Федерации», звание «Почетный работник» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, нагрудный знак «Почетный наставник», а также Почетная грамота Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Решение о награждении принимает Министр науки и высшего образования Российской Федерации.
информационно-методический сайт
