НОЦ "Север" подвел итоги работы за год
Прошел почти год с того момента, как Научно-образовательный центр «Север: территория устойчивого развития» прошел конкурсный отбор Минобрнауки РФ и стал одним из 15 научно-образовательных центров мирового уровня, созданных в регионах России. В реализацию программы НОЦ «Север» интегрированы Республика Саха (Якутия), Камчатский край, Магаданская область, Сахалинская область и Чукотский автономный округ. Технологические проекты, реализуемые участниками центра, объединены в пять научно-промышленных кластеров, каждый из которых отвечает на конкретный глобальный вызов – и все они призваны ускорить трансфер технологий, знаний и кадров в различные отрасли экономики северных регионов. Рассказываем о ключевых результатах, которые удалось достигнуть за минувший год.
Одной из важных задач деятельности научно-образовательного центра является создание единого комплекса «Образование – Наука – Технологии – Инновации – Экономика». В регионе развивается проектное управление научными исследованиями, которое подразумевает формирование прямого заказа индустриальными партнерами для научных организаций в соответствии с актуальными потребностями реального сектора экономики.
Активно развивается исследовательская инфраструктура – лаборатории, исследовательские центры, центры коллективного пользования. Ускорить развитие технологических проектов призваны молодежные лаборатории и испытательные полигоны, созданные в рамках НОЦ «Север».
Программа центра посвящена не только исследованиям и разработкам технологий, но и коммерциализации полученных результатов. На основе патентов запускаются стартапы по различным областям, развиваются промышленные услуги в рамках технологических проектов.
КЛАСТЕР КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ И НОВЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
Россия с каждым годом все больше вовлекается в развитие мировой водородной энергетики за счет использования возобновляемых источников энергии, природного газа и твердых полезных ископаемых. Комплексная разработка углеводородного сырья обеспечит надежное энергоснабжение изолированных территорий на основе водородных технологий, что позволит нарастить и диверсифицировать энергетический экспорт страны в условиях декарбонизации мировой экономики.
Технологический проект №1 «Создание интеграционной технологической платформы для разработки и апробации водородных технологий полного цикла для территорий Арктики и Крайнего Севера».
Проект заключается в разработке технологического решения по хранению и использованию водорода на транспорте. В настоящее время ведутся работы по созданию испытательного полигона для технологий по производству, транспортировке, долгосрочному хранению и использованию водорода, а также использованию водорода в электрических и тепловых сетях. В рамках проекта совместно с АО «Русгидро» и МФТИ планируется создание «водородного поселка». Автономная гибридная водородная энергосистема будет внедрена в энергоизолированном и труднодоступном поселке Новиково с населением около 250 человек в 120 километрах от Южно-Сахалинска. Здесь в реальных условиях будет отрабатываться технология и экономика водородной энергосистемы. В дальнейшем опыт будет тиражирован и в других поселениях Сахалинской области, включая Курильские острова. Энергосистема на основе водорода внедряется и в крестьянско-фермерское хозяйство.
КЛАСТЕР РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В КРИОЛИТОЗОНЕ
Кластер отвечает на глобальные вызовы по изменению климата, неконтролируемой деградации криолитозоны, отсутствия достоверных геологических прогнозов для территории Северо-Востока России, дефицита технологий комплексной, глубокой переработки минерального сырья и экологичных технологий, прогрессирующего загрязнения промышленных зон.
Технологический проект №2 «Устойчивость мерзлотных экосистем в условиях изменения климата и техногенных воздействий».
В рамках научно-технологических проектов разрабатываются технологии мониторинга криогенных процессов; рационального использования мерзлотных ландшафтов для целей перспективного планирования социально-экономического развития Северо-Востока России в условиях изменения климата. Особое внимание в уделено разработке методов прогнозирования и оперативного принятия мер по ликвидации очагов лесных пожаров и гидрологических ситуаций по данным дистанционного зондирования и оценке последствий.
Проведены обследования участков, на которых будут проводиться наблюдения за состоянием и динамикой мерзлотно-гидрогеологической обстановки. Ученые оценивают глобальные изменения климата в Якутии — на основе экологической мониторинговой сети наблюдений SakhaFluxNet исследуются выбросы в атмосферу парниковых газов. Данные исследования позволят спрогнозировать состояние мерзлотных экосистем в Арктике и Субарктике, а также риски хозяйственной деятельности в криолитозоне.
Мониторингу подвергается и состояние грунтов оснований автомобильных, железных дорог и транспортных сооружений на ключевых режимных участках. Для этого разработана специальная методика по созданию и оборудованию постов геокриологического мониторинга на автомобильных дорогах в криолитозоне.
Проведены первые масштабные исследования экологического состояния Вилюйского региона. Ведущие научно-исследовательские институты Якутии дали комплексную оценку экологической обстановки и здоровья населения, а также произвели поиск альтернативных источников питьевой воды.
Как никогда актуален вопрос предотвращения лесных пожаров. Ученые разрабатывают программное обеспечение для оперативного спутникового мониторинга лесных пожаров и формирования картографических материалов. Оценивается потенциал восстановления экосистем Якутии после пожаров.
Технологический проект №3 «Технологии наращивания минерально-сырьевой базы на основе исследований формирования и размещения стратегических видов полезных ископаемых Северо-Востока России».
Проект посвящен разработке технологии наращивания минерально-сырьевой базы на основе исследований формирования и размещения стратегических видов полезных ископаемых Северо-Востока России. В настоящее время ученые занимаются исследованиями геологической, минералогической, геохимической информации по объектам исследований перспективных для освоения типов месторождений алмаза, благородных и цветных металлов и редкоземельных элементов на опорных территориях Северо-Востока России:
Технологический проект №4 «Технологии эффективного и комплексного извлечения полезных компонентов из минерального сырья».
Проводятся геологоразведочные работы по оценке ресурсного потенциала техногенных россыпей Якутии. Проводятся технологические испытания, разрабатываются износостойкие материалы для технологического горного оборудования.
Технологический проект №5 «Технологии добычи, транспортировки и хранения гелиевого концентрата в Восточной Сибири».
Самым важным первым шагом данного взаимодействия является доставка природного газа «АЛРОСА-Газ» с высоким содержанием гелия на опытно-промышленную установку ИТПМ СО РАН для выделения гелия из природного газа. Проводятся испытания на природном газе.
КЛАСТЕР ТЕХНОЛОГИЙ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В КРИОЛИТОЗОНЕ И НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Структура направлена на решение инфраструктурных проблем, обусловленных точечным освоением территории и слабым транспортным покрытием территории Севера на рынке транспортных систем и новых материалов, глобальном рынке Технет. Научный комплекс испытательного дорожного полигона уникален и не имеет аналогов в мире. Он включает испытательный стенд для апробации конструкционных материалов и технологий и постоянно действующую мониторинговую сеть в криолитозоне.
Разрабатывается система создания и испытания композитных материалов и конструкций с их применением, предназначенных для эксплуатации в климатических условиях макрорегиона.
Разработан следующий этап оценки работоспособности и ресурса трубопроводных систем, эксплуатируемых в условиях криолитозоны; проанализированы методы оценки криогенных процессов при взаимодействии фундаментов инженерных сооружений и их техногенного воздействия на многолетнемерзлые грунты основания.
Технологический проект №6 Устойчивость и эксплуатационная безопасность зданий и инженерных сооружений в экстремальных условиях природных и техногенных факторов в криолитозоне. Разработка научно-обоснованных решений в проектировании, строительстве, эксплуатации и новых материалов на Севере.
Проведен мониторинг динамики поведения температурных и морозобойных трещин. Произведен анализ влагопроницаемости грунтов земляных насыпей автодорог. Проведены исследования модифицированных асфальтобетонов. Проведен анализ гидрогеологических условий в грунтах оснований автодорог урочища Туймаада.
Исследуются русловые процессы на реках Якутии для того, чтобы предотвратить негативные последствия в пределах наиболее хозяйственно освоенных территорий республики.
Оценке подвергается и техническое состояние систем трубопроводного транспорта производственных объектов Арктики и Севера России. Разработана и применена методика расчета теплофизических характеристик дисперсных грунтов с крупнообломочными включениями на основе данных по гранулометрическому составу, плотности и влажности. Произведены работы по определению теплопроводности и теплоемкости образцов крупнообломочного грунта различного состава.
Проведено экспериментальное исследование влияния введения волокнистых наполнителей природного происхождения и вида их укладки по толщине ледового материала на прочностные свойства и закономерности накопления поврежденности и разрушения в композиционном материале при испытании массивных образцов при климатическом холоде. Показано, что введение использованных наполнителей приводит к значительному повышению прочности на изгиб пресного льда.
Большой объем работ проводится учеными в направлении повышения прочности металлических конструкций. В частности, предложена технология сварки для высокопрочных сталей, которая позволяет получить сварное соединение без закалочных структур, без возникновения холодных трещин. Технология выдерживает низкие температуры и различные удары, при этом прочность соединений не уступает характеристикам основного металла.
Ряд исследований направлен на повышение устойчивости крупных объектов энергетики к изменению природных комплексов и техногенному воздействию. С другой стороны, ученые преследуют цель снизить влияние промышленных объектов и городов на состояние поверхности земли. Результаты исследований позволят отследить и снизить процесс загрязнения городского пространства, чтобы своевременно принять меры в случае ухудшения экологического состояния городской среды.
КЛАСТЕР БИОТЕХНОЛОГИЙ, МЕДИЦИНЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ В АРКТИКЕ
Основными задачами кластера являются повышение качества жизни населения, здоровьесбережение, развитие традиционных отраслей занятости коренного населения на глобальных рынках биотехнологий, продовольственных товаров, рынка научно-технологической инициативы Хелснет и Фуднет. Разрабатываемые центром биопрепараты имеют неоспоримые преимущества для успешной конкуренции на отдельных нишах рынка биотехнологической продукции.
Технологический проект №7 «Клеточные технологии и прецизионные методы геномной медицины для сохранения здоровья человека на Севере».
Благодаря проекту будут разработаны методы ДНК-диагностики наследственных и мультифакториальных заболеваний. Для этих целей используются современные молекулярно-генетические и биоинформационные технологии. Также якутские ученые предложат новые технологии для создания биомедицинских клеточных продуктов.
Большим прорывом в медицине должна стать разработка противоопухолевой вакцины на основе аутологичных дендритных клеток человека. Запущена система лазерной проточной цитофлуориметрии для высокоточного определения экспрессии поверхностных маркеров субпопуляций лимфоцитов.
Существенный вклад в развитие трансплантологии внесет разработка эквивалентов кожи с использованием культивированных фибробластов и биорезорбируемой матрицы. Уже сегодня ученым удалось достигнуть оптимальной толщины полимерной матрицы, обеспечивающей контролируемое растворение на раневой поверхности после трансплантации.
По созданию системы экстракорпоральной гемоперфузии с функцией нормализации биохимических параметров крови успешно проведены промежуточные испытания лабораторного образца на пациентах с почечной недостаточностью. Установлена нормализация таких биохимических параметров крови, как билирубин и аммиак.
Большое внимание в рамках кластера уделяется разработке программ по снижению заболеваемости туберкулезом, профилактике различных нарушений здоровья.
Технологический проект №8 «Биотехнологии глубокой переработки уникального северного, экологически чистого, воспроизводимого биосырья»
Разработана БАД «Композиция на основе бетулина и слоевищ лишайников, обладающая антибактериальным, противовирусным и детоксикационным действием». Препарат «Бетукладин» запатентован и прошел масштабные клинические испытания при лечении наиболее тяжелых вирусных и бактериальных инфекций, таких как гепатит В, туберкулез, а также при профилактике, лечении и реабилитации больных, перенесших COVID-19. Во всех случаях показана высокая эффективность, причём с широкой специфичностью по бактериальным и вирусным агентам. Организовано опытно-промышленное производство БАД «Бетукладин», продукт уже передан потребителям – медицинским учреждениям Якутии, имеющих «красные зоны по COVID-19 и реабилитационные отделения.
Еще один патент получен учеными на безалкогольный напиток «YES» (Якутия — Энергия – Секрет) и уже налажено его промышленное производство на базе цеха безалкогольной продукции ФАПК «Якутия» в объёме свыше 100 тысяч декалитров/год. Данный продукт полностью отвечает критериям импортозамещения в отношении тонизирующих и энергетических напитков, поставляемых из-за рубежа в Россию в огромных количествах (кока-кола, пепси-кола, фанта и др.). Основные биоактивные компоненты производится из отечественного, природного, экологически чистого, воспроизводимого биосырья.
КЛАСТЕР ТЕХНОЛОГИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОЦИАЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ РОССИИ
Технологический проект №9 «Технологическое обеспечение социальной стабильности полиэтнических сообществ на Северо-Востоке России». Исследования, которые проводятся в рамках проекта, обеспечат демографическую и языковую стабильность на Северо-Востоке России на рынке цифровых социальных технологий. Учеными разрабатываются цифровые технологии для сохранения этнокультурного и языкового наследия коренных народов Северо-Востока России. На цифровые носители переводятся тексты на языках коренных народов Севера, осуществляется формирование цифрового каталога вещественных, аудио и видеоисточников по археологии и этнографии народов Северо-Востока РФ.