Новую оптическую метку, позволяющую маркировать индивидуальные клетки, не меняя их геном, разработали ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ). По словам исследователей, изобретение позволит наблюдать за их поведением в клеточной популяции практически в любой лаборатории и найдет широкое применение в медицине для лечения деменции, инсультов, болезни Альцгеймера и многих опухолей. Результаты опубликованы в издании Journal of biophotonics.
Наблюдение за поведением клеток широко применяется в диагностике и лечении различных болезней. Например, в персонализированной медицине живые клетки забирают из тканей пациента, обрабатывают и возвращают в организм для лечения нейродегенеративных заболеваний (деменции, инсультов, болезней Альцгеймера и Паркинсона), многих опухолей, сообщили ученые университета.
В настоящее время изменения в отдельных клетках или их коллективном поведении отслеживаются с помощью флуоресценции – испускания света определенными химическими структурами под внешним воздействием лампы или лазера.
Сотрудники СГУ имени Н.Г. Чернышевского при участии Сколковского института науки и технологий разработали новую небелковую метку для исследования клеточных процессов. По словам ученых, она не требует вмешательств в геном, лучше сохраняет свои свойства и позволяет проводить исследования практически в любой лаборатории.
"Разработанная нами система позволяет маркировать конкретно выбранные клетки in situ (непосредственно внутри клетки в процессе их жизнедеятельности) и осуществлять долгосрочное отслеживание отдельных меченых клеток в популяции", – рассказала старший научный сотрудник лаборатории "Дистанционно управляемые системы для тераностики" Научного медицинского центра СГУ Полина Демина.
Она объяснила, что в основе предложенной метки лежит краситель родамин Б, который способен необратимо менять свою окраску под воздействием интенсивного лазерного излучения. Сам по себе краситель свободно "прилипает" к клеточной мембране и может сделать светящимися все находящиеся рядом клетки. Для того чтобы он локализовался только на нужных клетках, родамин Б поместили в полимерные микроконтейнеры.
"Наша метка является твердой частицей, имеющей физические размеры, позволяющие свободно визуализировать выбранный объект посредством как обычной, так и флуоресцентной микроскопии", – добавила Демина.
По ее словам, до светового воздействия родамин Б флуоресцирует в оранжевом диапазоне и имеет ярко-розовую окраску, а после воздействия лазером окраска меняется и спектр сдвигается в зеленую область. Поэтому клетки с "переключенной" меткой легко отделимы от тех, которые не подвергались облучению.
Для "переключения" цвета флуоресценции на клетки можно воздействовать лазером с длиной волны 532 нм, который часто используется во всех молекулярно-биологических и медицинских лабораториях для анализов. Это позволяет сделать процесс отслеживания маркированных клеток более доступным, считают ученые.
Ученые объяснили, что новая технология является альтернативой существующей биологической метке. Сейчас оптические маркеры разрабатываются путем создания трансгенных клеточных линий и живых организмов, продуцирующих флуоресцентные белки.
"Чтобы сделать клетку "светящейся" нужно изменить ее ДНК с помощью плазмиды или вируса, которые позволят клетке вырабатывать специальный "светящийся" белок. Таким образом, каждая дочерняя клетка будет нести в себе участок чужеродной ДНК", – рассказала Демина.
Она подчеркнула, что плазмида или вирус может встроиться в любой участок генома клетки, что может привести к нарушению функций клеток.
Демина добавила, что в зависимости от строения белковой метки необходимо подбирать подходящие, индивидуальные характеристики лазера для возбуждения светового сигнала молекулы, чтобы он обладал достаточной интенсивностью. Со временем такая метка "выгорает" и ее свечение угасает как за счет процессов деградации, так и из-за клеточного деления.
В предложенной разработке эти недостатки отсутствуют, отметила ученая. По ее словам, дальнейшие исследования дадут еще больше преимуществ новой технологии.
"На данном этапе мы работаем над изучением механизмов фотопреобразования, над его природой и фотохимией. Понимание этого уникального явления позволит нам расширить круг применяемых красителей и создать мультиколорные клеточные метки", – подытожила Демина.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант №22-23-00313). СГУ – участник государственной программы поддержки университетов "Приоритет-2030".
Источник:https://ria.ru/

 

Сочетание двух видов электромагнитного излучения эффективно и безопасно справляется с бактериями, устойчивыми к популярным антибиотикам, выяснили ученые. Открытие может помочь в борьбе с проблемой суперинфекций.
Бактерии, устойчивые к антимикробным препаратам, — одна из серьезных угроз человечеству. По прогнозам ООН, болезни, вызванные ими, к 2050 году будут убивать около 10 миллионов человек ежегодно, а экономический ущерб будет сопоставим с последствиями мирового кризиса 2008-2009 годов. Такие бактерии особенно опасны тем, что могут «закрепляться» в больницах, и избавиться от них без очень сложных мер дезинфекции весьма непросто. Поэтому необходимо разработать безопасные и эффективные антимикробные технологии, которые не приводили бы к появлению новых видов антимикробной резистентности.

Шаг в этом направлении сделала команда новозеландских ученых во главе с доктором Гейл Брайтуэлл из исследовательского института AgResearch. Они продемонстрировали антимикробную эффективность комбинации двух видов электромагнитных волн в отношении кишечной палочки (E. coli), вырабатывающей фермент бета-лактамазу расширенного спектра (БЛРС). Последний разрушает распространенные сегодня антибиотики, включая пенициллины и цефалоспорины, что делает эти препараты неэффективными для лечения инфекций.
В экспериментах ученые применили комбинацию УФ-излучения с длиной волны 222 нанометра и синее светодиодное излучение с длиной волны 405 нанометров. Световое воздействие позволило дезинфицировать раствор с кишечной палочкой, продуцирующей БЛРС. Кроме того, новая комбинация света оказалась безопаснее традиционной обработки с помощью УФ-излучения с длиной волны 254 нанометра (нужна меньшая интенсивность коротковолнового излучения).
По словам Аманды Гарднер, одной из участниц исследования и автора научной статьи, опубликованной в журнале Journal of Applied Microbiology, сочетание УФ-излучения и синего светодиодного света повышает эффективность каждого из них за счет задействования различных механизмов инактивации микроорганизмов. Специалист видит большой потенциал для использования новой комбинации света во многих сферах.

Сочетание УФ-излучения и синего светодиодного света может применяться для дезинфекции как антибиотикоустойчивых, так и чувствительных к антимикробным препаратам штаммов E. сoli. Однако исследование показало, что при неоднократном применении указанной комбинации света в сублетальных дозах у антибиотикорезистентных E. coli развилась устойчивость к такому воздействию. Интересно, что этого не произошло с чувствительной к антибиотикам кишечной палочкой.
По мнению ученых, необходимо продолжать работу, чтобы разобраться, связано ли появление светоустойчивости с генетическими изменениями бактерий или с какими-то другими механизмами. Это нужно, чтобы предупредить возникновение еще и «светоустойчивых» бактерий.
Источник: https://naked-science.ru/

Ученые Российского химико-технологического университета имени Дмитрия Менделеева представили усовершенствованную технологию хранения больших объемов данных. Они записываются на накопители небольших размеров. Об этом «Вечерней Москве» сообщил научный руководитель вуза Александр Мажуга.

Технология позволяет специальным лазером записывать данные на поверхность и вглубь кварцевого носителя в отличие от обычных дисков. Таким образом, на компактный накопитель можно перенести до терабайта информации. Специалисты улучшили эту технологию и сделали ее дешевле в использовании.

— Стоимость такого кварцевого диска составляет около 20 тысяч рублей — для массового производства это высокая цена. На новом этапе ученые Российского химико-технологического университета имени Дмитрия Менделеева усовершенствовали технологию, заменив кварцевое стекло на другие виды материалов на основе стекла, и оптимизировали процедуру записи и считывания с диска, — пояснил Александр Мажуга.
Подробнее о технологии можно узнать в видеоролике из цикла просветительских программ «МАГнит», который реализуется в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» при поддержке Министерства науки и высшего образования и рассказывает о передовых достижениях российских ученых.

Какие данные не стоит хранить в телефоне и почему, «Вечерней Москве» рассказал специалист в области информационной и компьютерной безопасности Сергей Вакулин.
Источник: https://vm.ru/

Ученые Самарского университета им. Королёва - вуза-участника национального проекта "Наука и университеты" - разработали и испытали миниатюрные линзы нового типа, которые позволят упростить и удешевить оптические системы беспилотных летательных аппаратов и наноспутников, используемых при решении задач экологического мониторинга и умного земледелия. Благодаря этим линзам можно будет также ускорить обработку данных, получаемых "с неба" или из космоса, и при этом обойтись без сложной компьютерной обработки информации. Сенсоры на основе подобных линз могут найти применение и в медицине. На настоящий момент изготовлены три опытных образца линз, они успешно прошли лабораторные испытания..
"Разработанные в нашей лаборатории спектральные дифракционные линзы позволят оснащать беспилотники и наноспутники узкоспециализированной оптикой, которая будет рассчитана на выполнение одного, заранее определенного класса задач, например, мониторинг какого-то конкретного вегетационного индекса или показателя, используемого в умном земледелии. Такая оптика будет более компактной, более простой и дешевой в изготовлении, в ней будет минимальное количество элементов, что соответственно удешевит и упростит производство беспилотников и наноспутников", - рассказал заведующий научно-исследовательской лабораторией "Фотоника для умного дома и умного города", доцент кафедры технической кибернетики Никита Головастиков.
Как правило, в настоящее время для дистанционного наблюдения за состоянием сельскохозяйственных посевов или экологического мониторинга повсеместно используется гиперспектральная аппаратура. Гиперспектральное дистанционное зондирование Земли позволяет извлекать из картинки снимаемого объекта сотни и даже тысячи спектральных каналов, каждый из которых несет свою определенную информацию. Благодаря этому можно буквально "увидеть невидимое" - определять с орбиты или с воздуха влажность почвы и наличие удобрений, следить за состоянием здоровья растений, мониторить их возможные болезни и нападения насекомых-вредителей, выявлять у растений стресс и прогнозировать урожайность - и это только в сельском хозяйстве. С помощью гиперспектрального "зрения" можно также выявлять выбросы парниковых газов и загрязнение почвы и водоемов, проводить геологоразведку труднодоступных территорий и обнаруживать расположение потенциальных месторождений различных минералов, нефти и газа.
Однако преимущества гиперспектрального зондирования порой оказываются и недостатком - в результате такой съемки создается очень большой массив данных, его нужно правильно проанализировать, применяя для этого специальные компьютерные программы и алгоритмы. На практике же пользователю, тому же фермеру, далеко не всегда необходим такой большой объем данных, ему, предположим, нужно определить лишь несколько показателей состояния посевов - достаточно ли растениям полива и удобрений. Поэтому вместо того, чтобы оснащать беспилотник или спутник сложной гиперспектральной аппаратурой, можно использовать простую оптику со специальной спектральной линзой, которая "увидит" только один или несколько определенных показателей. То есть, с такой линзой беспилотник или спутник из "специалиста широкого профиля" превратится в "профильного специалиста". Это как вместо швейцарского ножа, в котором есть множество миниатюрных инструментов - от ножниц до шила, использовать для повседневной работы лишь какой-то один отдельный полноценный инструмент. Или пару инструментов. Дешево и практично.
"Главная идея спектральной дифракционной линзы - обойтись без гиперспектрометра, без построения сложного гиперспектрального изображения, вычленяя лишь самое главное - например, содержание влаги в наблюдаемом растительном покрове. Такая узкая задача решается гораздо дешевле и быстрее. Например, вычисление одного вегетационного индекса в умном земледелии с такой линзой включает в себя проведение всего лишь нескольких арифметических операций над спектральными данными из двух-трех диапазонов, что несоизмеримо проще и быстрее обработки гиперспектрального изображения", - подчеркнул Никита Головастиков.
По его словам, в лаборатории уже изготовлены три опытных образца линз, они прошли испытания, подтвердившие их работоспособность. Размер каждой линзы - 4 мм. На поверхности линз с помощью лазера был сформирован дифракционный микрорельеф для выделения нескольких заданных длин волн. Максимальная высота рельефа - порядка 4-6 микрометров. Для сравнения: толщина человеческого волоса составляет, в среднем, примерно 80 микрометров.
Одна из линз рассчитана на определение вегетационного индекса "инфракрасного склона" (MRESR), применяемого для анализа состояния лесов, растительности и выявления стресса растений, вторая линза изготовлена под "водный" индекс (WB), используемый для оценки содержания влаги в растительном покрове, третья линза может определять оба этих индекса.
"Вегетационных индексов очень много, мы выбрали одни из самых распространенных, но можно рассчитать и изготовить линзы и под любые другие спектральные индексы, например, для выявления в воздухе каких-то определенных вредных веществ, и использовать эти линзы в датчиках систем умного дома или умного города. Еще одним перспективным направлением являются биомедицинские исследования. Например, с помощью сканера на основе такой линзы можно в ходе операции или процедуры определять точное расположение кровеносных сосудов в человеческом теле - это является актуальной задачей, например, при лечении детей", - отметил Никита Головастиков.
________________________________________
Справочно
* Самарский университет им. Королёва – один из мировых лидеров в области фотоники. Более 40 лет назад в вузе была создана и успешно работает научная школа компьютерной оптики и обработки изображений под руководством академика РАН, президента Самарского университета Виктора Сойфера. Учеными университета разработана инновационная дифракционная оптика, которая нашла свое применение в самых различных сферах — космосе, медицине, сельском хозяйстве.
Исследования в области дифракционных оптических элементов позволили ученым Самарского университета им. Королёва создать компактные гиперспектральные устройства для применения в системах интеллектуального земледелия. Мобильные агромелиоративные комплексы способны самостоятельно анализировать состояние почвы и регулировать интенсивность полива и внесения удобрений, что может повысить урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 25-30%.
** Вегетационный индекс - показатель, имеющий отношение к параметрам и характеристикам растительности и рассчитываемый на основе операций с разными спектральными каналами данных дистанционного зондирования.

Источник: https://ssau.ru/

Исследователи использовали отдельные фотоны света вместо зашифрованных сообщений при проведении цифровых транзакций. Квантовые физики из Венского университета объявили о создании абсолютно безопасной системы для оплаты покупок в интернете. Технология объединяет передовые криптографические методы и фундаментальные свойства квантового света.
Чтобы обеспечить абсолютную безопасность цифровых платежей, ученые заменили классические криптографические методы квантовым протоколом, использующим отдельные фотоны. При проведении цифровых платежей сейчас клиент, продавец и платежный провайдер обмениваются зашифрованными сообщениями, криптограммами, которые являются результатом расчета хеш-функции, гарантирующей одноразовый характер каждой покупки. Исследователи разработали для обмена данными квантовый протокол. В качестве криптограммы в нем выступают специально подготовленные отдельные фотоны, которые передаются от поставщика платежных услуг клиенту.
Для процедуры оплаты клиент измеряет эти фотоны, при этом настройки измерения зависят от параметров транзакции. Поскольку квантовые состояния света нельзя скопировать, транзакция может быть выполнена только один раз. При этом любое отклонение от предполагаемого платежа изменяет результаты измерения, которые проверяются платежным провайдером, что делает этот цифровой платеж безусловно безопасным.
Исследователи успешно реализовали квантово-цифровые платежи внутри городской сети по оптоволоконному каналу протяженностью 641 м, соединяющему два университетских здания в центре Вены.
«В настоящее время нашему протоколу требуется несколько минут квантовой связи для завершения транзакции», — заявляет Питер Скиански, соавтор исследования.
Разработчики добавляют, что обмен значительно ускорится в ближайшее время с развитием технологии.
В современной платежной экосистеме конфиденциальные данные клиентов заменяются последовательностями случайных чисел, а уникальность каждой транзакции обеспечивается классическим криптографическим методом или кодом. Однако злоумышленники и продавцы с мощными вычислительными ресурсами могут взломать эти коды и восстановить личные данные клиентов и совершать платежи от их имени. Использование квантовых цифровых платежей может решить эту проблему.
Источник: https://hightech.fm/

Российские ученые и инженеры успешно установили связь с микроспутником «Импульс-1». Он был создан специалистами НИТУ «МИСиС» и квантового стартапа QSpace Technologies для наблюдений за Солнцем в мягком рентгеновском диапазоне и для проверки работы первых российских систем лазерной спутниковой связи. Об этом в среду сообщила пресс-служба НИТУ «МИСиС».
«Успешная миссия «Импульс-1» даст толчок к развитию лазерной спутниковой связи в России. Это развитие необходимо, так как лазерная связь перспективнее классической. С ней возможна более высокоскоростная передача данных, узкая направленность лазерного луча усложняет перехват данных, к тому же, она более устойчива к помехам», — сказал технический руководитель работ от QSpace Technologies Руслан Бахшалиев, чьи слова приводит пресс-служба НИТУ «МИСиС».
Как отмечается в сообщении, запуск «Импульс-1» состоялся 27 июня с космодрома «Восточный» в составе группы из девяти малых космических аппаратов, разработанных российскими университетами по программе «Универсат» Госкорпорации «Роскосмос». Недавно исследователи получили подтверждение успешного выведения спутника на целевую орбиту и провели первые сеансы связи с аппаратом.
Ученые ожидают, что «Импульс-1» проработает на орбите не менее двух лет. Все это время они будут проводить эксперименты и получать полезную информацию от размещенных на космическом аппарате приборов. В частности, на борту микроспутника установлен прибор «РЕФОС», рентгеновский спектрофотометр, при помощи которого ученые планируют наблюдать за вспышками в солнечной короне в мягком рентгеновском диапазоне. Эти данные необходимы для подготовки среднесрочных прогнозов «космической погоды».
На борту «Импульс-1» также установлена система лазерной связи «Вектор», совместно разработанная специалистами НИТУ «МИСиС» и QSpace Technologies. С ее помощью ученые собираются впервые в России протестировать лазерный канал связи между малым космическим аппаратом и наземной приемной станцией. Такие системы лазерной космической связи — один из ключевых шагов на пути к созданию систем квантово-защищенной спутниковой связи.
Источник: https://nauka.tass.ru/

В Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) находятся два из семи действующих сегодня в мире коллайдера – ВЭПП-2000 и ВЭПП-4М. На последнем готовится эксперимент по прецизионному измерению массы ипсилон 1s мезона – элементарной частицы со скрытой прелестью. Для того, чтобы с лучшей в мире точностью провести подобные измерения на энергии 4,7 ГэВ, физики модернизировали ускорительный комплекс ВЭПП-4М – они разработали и интегрировали в него лазерный поляриметр.
Прибор позволит специалистам получить самое точное значение массы ипсилон 1s мезона – этот результат в ближайшие десять лет будет эталонным в международном физическом сообществе. Экспериментальные данные, полученные на коллайдере ВЭПП-4М, станут еще одним кирпичиком в уточнении и развитии современной теории микромира.
Одним из основных инструментов исследования элементарных частиц в современной физике высоких энергий являются встречные пучки. При столкновении двух пучков частиц, например, электронов и позитронов, летящих навстречу друг другу почти со скоростью света, происходит их аннигиляция. Аннигиляция – это процесс взаимного исчезновения одних частиц с последующем рождением новых. Благодаря коллайдерам, на которых и реализован данный метод, физики получают информацию о новых частицах и, как по кирпичикам, дополняют и развивают Стандартную модель – современную теорию микромира, объединяющую электромагнитное, слабое и сильное ядерные взаимодействия частиц.
Ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП-4М со встречными электрон-позитронными пучками и детектором КЕДР (ИЯФ СО РАН) предназначен для проведения измерения масс элементарных частиц на энергиях до 6 ГэВ. Например, здесь с беспрецедентно высокой точностью измерены массы джи-пси мезона (J/ψ) и пси 2s мезона (ψ (2S)).
Для калибровки энергии сталкивающихся пучков методом резонансной деполяризации исследователи используют специальное устройство – лазерный поляриметр. Существуют различные виды таких приборов, они отличаются принципом действия. Например, на энергии до 2 ГэВ (предыдущие эксперименты с джи-пси (J/ψ) и пси 2s (ψ (2S)) мезонами в ИЯФ СО РАН) поляризацию измеряли по интенсивности внутрисгусткового рассеяния (эффект Тушека) или «тушековским» поляриметром. Но на более высоких энергиях, при которых рождаются ипсилон-мезоны, этот принцип работает гораздо хуже.
Новый лазерный поляриметр уже установлен и работает на комплексе ВЭПП-4М. Специалисты отлаживают и автоматизируют систему, проводят предварительные сканирования ипсилон-мезона.
Эксперимент по измерению массы ипсилон 1s мезона сложный и требует поэтапной подготовки, – поясняет Иван Николаев. – Точность, с которой мы планируем провести измерения – 50 кэВ, что почти в два раза лучше существующего сейчас табличного значения ипсилон-мезона. Для этого необходимо, чтобы все системы ускорительного комплекса работали стабильно. Измеренная в нашем эксперименте масса ипсилон мезона станет на некоторое время (не меньше десяти лет) эталонной – все последующие эксперименты будут калибровать свои ускорители по измеренному нами резонансу. В этом смысле физика немного похожа на спорт. Но, разумеется, мы преследуем более глобальные интересы. Наш вклад – это небольшой кирпичик в общее понимание Стандартной модели. Когда-нибудь полученные нами знания помогут произойти качественному скачку в науке».
Источник: https://www.atomic-energy.ru/

Российским ученым удалось вернуть исторический вид барельефу на фасаде здания Академии художеств имени Ильи Репина в Санкт-Петербурге. Для этого специалисты разработали собственный оригинальный метод реставрации с помощью лазера. В итоге гипсовое изваяние получило уникальный розовый оттенок, который был у него в XVIII веке. Сейчас разработчики используют технологию для восстановления нескольких предметов искусства в Академии имени А.Л. Штиглица. По словам профессиональных реставраторов, метод может быть эффективным, однако важно понять, как он влияет на памятники в долгосрочной перспективе.
Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета имени В.И. Ленина «ЛЭТИ» вместе с коллегами из Академии художеств имени Ильи Репина провели реставрацию одного из барельефов XVIII века, ранее украшавшего фасад на здании художественного вуза. Им удалось вернуть этому архитектурному элементу исторический розоватый оттенок, который был утрачен из-за многолетнего разрушительного воздействия городской среды и множественных ремонтов в ХХ веке, когда поверхность покрывалась простой масляной краской.
Чтобы удалить краску более поздних периодов, реставраторы начали с традиционных методов химической и механической расчистки. Однако сделать это, не повредив оригинальный красочный слой, оказалось практически невозможно. Попытка использовать лазерную технологию, которая уже давно применяется в реставрации во многих странах мира, также оказалась неудачной. Луч удалял краску целиком до самой гипсовой основы, поэтому ученые стали искать другое решение, основанное на комбинации лазера и традиционных методов очистки.
Сначала они брали небольшие фрагменты поперечного среза (глубиной 3–5 мм) покрытия и с помощью методов рентгенфлуоресцентной спектроскопии и электронной сканирующей микроскопии изучали химический состав красок разных лет, а также определили оригинальный цвет барельефов. Это позволило понять, какие химические реагенты нужно использовать, а также какие характеристики лазерного излучения требуется подобрать для точного удаления каждого слоя.
В итоге процедура реставрации включала предварительную обработку барельефа лазером, который избирательно размягчал участки старого красящего вещества, после чего их обрабатывали химическими реагентами и механически убирали с помощью скальпеля. Такая операция повторялась отдельно с каждым слоем краски. Для этого использовался малогабаритный источник лазерного излучения, с которым за счет длинного волоконно-оптического кабеля удобно работать прямо на месте реставрации.
Лазерный луч диаметром 1,5 мм позволяет оказывать точечное воздействие на материал.
— Методика успешно отработана на конкретном гипсовом барельефе. Теперь мы можем ее рекомендовать для восстановительных работ на различных архитектурных памятниках в Санкт-Петербурге и в других городах. И не только для очистки гипса, но и для других материалов. Наша научная группа готова выступить в качестве консультантов для реставраторов, которые захотят воспользоваться нашим подходом, — рассказал Вадим Парфенов.
Также ученые совместно с реставраторами Академии имени Штиглица работают с фресками разных видов. Это и классические настенные рисунки, которые наносили на сырую штукатурку, и клеевая живопись ХIX века, для создания которой использовали масляные краски. На них образовались разные виды загрязнений: копоть от свечей и лампад, закраски советского времени и известковая побелка, которые были сделаны, чтобы скрыть религиозные сюжеты. В данный момент ученые подбирают наиболее подходящие режимы воздействия лазером, чтобы их удалить.
— Мы пытались работать со скульптурой классическим способом размягчения и удаление слоев скальпелем, но у нас не получалось. Она была покрыта очень жесткой закраской. Лазер показал себя очень хорошо на этом фрагменте. Он щадяще удалил несколько прослоек с объемной фигуры, что очень сложно. Сейчас мы пытаемся использовать его для удаления загрязнений с фресок, в которые практически впиталась копоть. Лазер позволяет делать это послойно, после чего можно работать руками, — сказал заведующий кафедрой живописи и реставрации Академии имени Штиглица Михаил Погодный.
Метод реставрации, предложенный учеными ЛЭТИ, может оказаться полезным для специалистов, которые занимаются восстановлением предметов старины, однако важно учитывать и долгосрочные последствия использования лазера. А они станут понятны через десятилетия, считает заведующая отделом по научно-методической работе и выставочной деятельности Всероссийского художественного научно-реставрационного центра имени И.Э. Грабаря Елена Проханова.
— Существуют принципы научной реставрации, которые сформулированы в Венецианской хартии (международный документ, закрепляющий профессиональные стандарты в области охраны и реставрации материального наследия. — «Известия»). Главное, чтобы любое вмешательство было обратимым. Когда руки реставратора убирают наслоения, человек всегда может остановиться. А насколько это сможет делать лазер, непонятно, — сказала Елена Проханова.
Сейчас сложно сказать, какое именно влияние оказывает лазер на краску. Понятно, что он разрушает структуру материала. Однако как памятник после этого поведет себя в долгосрочной перспективе, пока неизвестно, добавила специалист. Исследования проводилась специалистами лаборатории лазерных технологий «ЛЭТИ — ЛазЛаб», которую запустили в рамках программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет 2030».
Источник: https://iz.ru/

Исследователи разработали технологию создания уникальных QR-кодов на основе жидких кристаллов. Группа исследователей из Высшей школы инженерии Университета Нагоя разработала метод создания микроскопических сферических частиц на основе холестерических жидких кристаллов (ХЖК). Технология, вдохновленная строением панцирей жуков, подойдет для печати уникальных и безопасных QR-код для защиты товаров от подделок.
ХЖК — особый тип жидких кристаллов со спиральной структурой. Они обладают уникальными оптическими характеристиками, которые позволяют им избирательно отражать свет на определенных длинах волн. Эти свойства зависят от структуры спирали.
Ключевая проблема с такими частицами состоит в том, что отражаемый цвет может меняться в зависимости от ориентации наблюдателя относительно спирали. Кроме того, чем крупнее частица, тем сложнее контролировать ее свойства. Исследователи использовали метод дисперсной полимеризации для создания сферических структур размером в несколько микрометров.
В серии экспериментов исследователи продемонстрировали, что такие крошечные частицы обладают уникальным цветом, при этом он зависит от размера микросфер. Управляя диаметром, можно менять оптические свойства частиц. Кроме того, покрытие сферы специальным полимером улучшает окраску и термическую стабильность частиц.
На основе таких частиц можно создавать безопасные QR-коды, которые невозможно воспроизвести и подделать. Такой код для защиты от подделок может быть создан путем комбинирования цвета сферических частиц ХЖК с различными нехиральными пигментами, которые затруднят копирование. При этом с помощью специального кругового поляризатора, который пропускает нехиральный свет, но не пропускает хиральный свет, можно будет считать готовый код.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

Ученые НИТУ МИСИС и НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина совместно с учеными ИОФ РАН и АО «НИОПИК» разработали новый светочувствительный препарат для фотодинамической терапии рака на основе производимого фототрофными бактериями (источником энергии реакций биосинтеза для которых служит солнечный свет) вещества бактериахлорина. Оно эффективно подавляет рост опухоли легкого у мышей из экспериментальной группы и более чем на 50% увеличивает их выживаемость. Об этом «Газете.Ru» рассказали в НИТУ МИСИС.
Фотодинамическая терапия (ФДТ) – активно развивающийся метод лечения рака, основанный на использовании светочувствительного вещества и специального источника света. Вещество вводят в организм пациента, где он через 24-72 часа аккумулируется в опухолевых клетках. После чего их подвергают воздействию лазера – препарат переходит в возбужденное состояние и разрушает раковые клетки.
Метод особенно эффективен для уничтожения раковых стволовых клеток, которые устойчивы к другим видам терапий. Именно эти клетки способствуют развитию метастазов и рецидиву заболевания. Пока подходы и методы их разрушения находятся в стадии исследования и развития.
Исследования ученых МИСИС in vitro и in vivo показали отличные результаты – предложенный препарат на основе синтетического пигмента бактериохлорина эффективно подавляет рост опухоли у мышей из экспериментальной группы.
«Исследуемое нами светочувствительное вещество весьма действенно в отношении клеток карциномы легкого Льюиса. Продолжительность жизни мышей увеличилась более чем на 130% по сравнению с контрольной группой, а излечение составило 50%. Фотосенсибилизаторы на основе бактериохлорина обладают высокой фотодинамической эффективностью, вызывают некроз и апоптоз раковых клеток», – пояснил «Газете.Ru» соавтор исследования, ведущий эксперт НИЦ «Биомедицинской инженерии» Университета МИСИС Саида Каршиева.
В дальнейшем ученые планируют продолжить исследования фотосенсибилизатора для ФДТ, но уже для других видов рака, например на данном этапе проходит серия экспериментов in vitro с глиобластомой – злокачественной опухолью, которая наиболее часто образуется в головном мозге.
Источник: https://www.gazeta.ru/

Новый материал превышает по прочности известные варианты, такие как кевлар, алюминий и сталь.
Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разработали инновационную броню из сверхчувствительной смолы, способную поглощать ударную энергию даже при минимальной толщине, превосходящей размеры человеческого волоса.

Согласно сообщению портала 4PDA, новый материал превышает по прочности известные варианты, такие как кевлар, алюминий и сталь.

Для придания материалу такой высокой прочности, ученые использовали лазерное обработание смолы, предоставляя ей структуру решетки. Это создало множество микроскопических распорок в материале.

Далее, смолу поместили в вакуумную камеру и повысили температуру, что привело к изогнутости распорок и дополнительному укреплению новой брони.

Полученный материал был подвергнут испытаниям с помощью ударных частиц, которые были запущены со скоростью от 40 до 1100 метров в секунду. В результате серии экспериментов исследователи смогли определить оптимальную конструкцию, которая не только предотвращает проникновение объектов, но и поглощает их энергию.
Источник: https://runews24.ru/

 

© 2024 Лазерная ассоциация

Поиск