В России разработали полимеры для реставрации исторических зданий, морозостойкий цемент и платформу для создания новых лекарств. В Дании ученые предложили сделать протезы чувствительными к прикосновениям с помощью соли, а в США создали обои, способные вырабатывать электричество. Подробнее об интересных научных разработках и открытиях недели — в подборке «Известий».

Ученые из Новосибирского государственного университета разработали строительную смесь, которая твердеет и сохраняет прочность при температуре до −34 °C. В качестве основы они использовали отходы угольных электростанций и низкосортный оксид магния. Эксперименты показали, что совместное измельчение этих компонентов приводит к их механической активации.

В результате повышается реакционная способность оксида магния, а зола придает смеси необходимую прочность для строительства в Арктике. По словам специалистов, химические реакции в новом материале при низких температурах протекают значительно быстрее, чем в существующих аналогах. Это, по их оценке, позволит сделать строительство в северных регионах дешевле и эффективнее.

Специалисты из Орхусского университета создали мягкий сенсор, работающий по принципу человеческой кожи. Устройство размером с чечевичное зерно преобразует прикосновения в электрические сигналы за счет движения заряженных частиц в солевом растворе.

При нажатии на сенсор раствор хлорида натрия перемещается из одной полости в другую через микроканал. Вместе с ним движутся заряженные частицы, создавая небольшое напряжение. Оно может использоваться для передачи сигнала в нервную систему и мозг. Когда давление снижается, электрический сигнал постепенно исчезает. Примерно по такому же принципу работают клетки, благодаря которым человек воспринимает прикосновения.

Эксперименты показали, что устройство уже способно обнаруживать и измерять пульс человека. Однако для стимуляции нервной клетки ученым необходимо найти способ усилить сигнал без использования внешнего усилителя.

Российский стартап «Лиганд Про», основанный специалистами из Сколтеха, представил платформу для разработки лекарственных молекул с использованием искусственного интеллекта и методов молекулярного моделирования. Это первое отечественное решение, которое объединяет в единой цифровой среде проектирование молекул, вычислительные эксперименты и анализ их результатов.

С помощью этого инструмента, у которого нет аналогов в России, исследователи могут формулировать и проверять гипотезы молекулярного дизайна, генерировать и оптимизировать структуры, прогнозировать их взаимодействие с белком-мишенью, оценивать физико-химические свойства и структурные риски, анализировать патентное окружение и синтетическую доступность соединений. По итогам серии расчетов пользователь может сформировать короткий список наиболее перспективных молекул для последующего синтеза и экспериментального тестирования.

— С помощью платформы мы делаем передовые ИИ-инструменты доступными для фармацевтических компаний и научных коллективов, чтобы ускорить разработку новых лекарственных молекул, повысить эффективность вычислительных экспериментов и быстрее переходить от гипотез к перспективным молекулам-кандидатам, — отметила сооснователь и генеральный директор стартапа, выпускница магистратуры и аспирантуры Сколтеха Марина Пак.

На платформе молекулы, белковые мишени, коллекции соединений, дизайн-гипотезы и результаты расчетов связаны между собой. Это позволяет исследователям не только запускать отдельные модели, но и сохранять логику принятия решений на протяжении нескольких циклов проектирования молекул.

Исследователи из Бингемтонского университета создали обои, которые могут вырабатывать электричество и питать, например, беспроводную клавиатуру. Система представляет собой цельную модель генераторов, встроенных в бумажные листы, покрывающие стены.

В основе технологии — участки обоев, одни из которых поглощают влагу, а другие испаряют ее. Они соединены таким образом, чтобы влага перемещалась через материал в определенном направлении. Это движение способствует возникновению ионов, а из-за разницы их концентрации возникает напряжение, которое можно использовать во внешней электрической цепи.

Проводники исследователи разместили на обратной стороне покрытия, поэтому с лицевой стороны оно не отличается от обычных домашних обоев. Пока технология позволяет питать только маломощные устройства. Специалисты проводят дополнительные испытания, чтобы оценить перспективы разработки и выяснить, сможет ли она в будущем использоваться для управления микроклиматом в отдельных помещениях.

Кирпичные стены исторических зданий постепенно теряют прочность под воздействием влаги, перепадов температур и других факторов. При реставрации важно не только сохранить их внешний вид, но и восстановить несущую способность. Традиционные методы усиления при этом нередко требуют установки дополнительных металлических или железобетонных элементов, увеличивают толщину конструкции или заметно меняют облик стены.

Студент направления подготовки «Строительство» Института строительства, природообустройства и ландшафтной архитектуры СПбГАУ Илья Русаков предложил укреплять существующую кирпичную кладку путем ее насыщения ремонтными составами на основе полимеров.

Для этого в стене выполняются небольшие отверстия — шпуры, в которые устанавливаются патрубки — короткие отрезки трубы. Через них полимерный состав поступает внутрь кладки и насыщает ее под атмосферным давлением. Такой подход отличается от традиционного метода, при котором ремонтный состав нагнетается в стену под давлением, что может создавать дополнительную нагрузку на уже ослабленную конструкцию.