Перед наукой региона поставлена сложная задача – помочь стране добиться технологического суверенитета и наладить импортозамещение. Для этого в Башкирии работает Евразийский научно-образовательный центр, строится межвузовский студенческий кампус, открыты акселетароры, стартап-студии и точки кипения. Молодые ученые могут выбирать, к какой из десятков работающих лабораторий присоединиться, проходят стажировки в ведущих университетах страны и мира, получают гранты на свои разработки. Мы собрали 12 интересных проектов, которые представили в Башкирии за последний год.

Миниатюрный датчик обнаружит утечку 
Миниатюрные датчики, способные улавливать опасные вещества, разрабатывают в молодежной лаборатории  «Сенсорные системы на основе устройств интегральной фотоники» Уфимского университета науки и технологий. Размер микрочипов не превышает 1 миллиметра, но при этом устройства обладают высокой энергоэффективностью, чувствительностью и надежностью.

Датчик представляет собой чип, в котором свет распространяется по замкнутой траектории в одном направлении. Если концентрация вредной примеси изменяется, меняется и длина волны излучения, пропускаемая через сенсор. Сферы применения этих датчиков огромны – промышленность и медицина, анализ жидкости и газов во взрывоопасных средах.

«Разработка наших ученых открывает новые возможности для создания устройств промышленного назначения, способных быстро и точно обнаруживать опасные вещества», – рассказал руководитель администрации главы Башкирии Максим Забелин.

Сахарная свекла против разлива нефти
Сорбент для очистки воды от нефти из отхода сахарного производства – свекловичного жома представили в Уфимском университете. Такой сорбент не уступает существующим на рынке аналогам, а материал для него можно найти на любом заводе по переработке сахарной свеклы. Принцип действия разработки стандартный: загрязненный участок воды ограждают бонами и посыпают сорбентом. Через определенное время он поглощает нефтепродукт, смесь собирают и утилизируют. 

Как рассказала один из разработчиков сорбента, студентка Института химии и защиты в чрезвычайных ситуациях УУНиТ Анна Мельникова, сейчас исследователи разрабатывают метод утилизации отработанного сорбента с получением биогумуса – важно помимо самой разработки предложить экологичное решение и по ее утилизации.

Ценные растения из лаборатории
В лаборатории молекулярной биоинженерии межвузовского кампуса Уфы придумали, как создавать уникальные лекарственные культуры в неограниченном количестве. 

Речь идет о волосовидных корнях растений-продуцентов ценных биологически активных веществ. Они способны к неограниченному росту на безгормональных питательных средах без образования стеблей и листьев. Сейчас ученые развивают быстрорастущие линии большеголовника серпуховидного (Stemma canthaser ratuloides). Эта культура встречается в Республике Башкортостан, но ее ресурсы небольшие, и заготовка материала в промышленных масштабах нанесет непоправимый ущерб природным популяциям этого растения. Новое биотехнологическое производство решит эту проблему.

«Мы можем в относительно короткие сроки создать новые формы и сорта культурных растений с уникальными хозяйственно-ценными признаками. Методами классической селекции этого добиться очень трудно, а иногда и невозможно», – объяснил руководитель лаборатории молекулярной биоинженерии Булат Кулуев.

Грузоподъемное устройство нового поколения
Студент Института нефтегазового инжиниринга и цифровых технологий УГНТУ, сварщик и специалист по ремонту грузоподъемного оборудования Азамат Илалов сконструировал подвесное грузоподъемное устройство нового поколения – тельфер. Он на 30% дешевле импортных аналогов и превосходит их по своим техническим характеристикам.

Конструкция тельфера нового поколения открытого типа – для большей простоты ремонта. От аналогов оно отличается большей легкостью при той же грузоподъемности. Основное отличие изобретения заключается в электрике – Тельфер обзавелся частотным преобразователем, которого чаще всего нет в заводских вариантах. Преобразователь позволяет самостоятельно настраивать скорость работы и обеспечивает плавность пуска.

Азамат обдумывал создание устройства около года, а на разработку ушло полгода. Молодой инженер попал в стартап-студию УГНТУ, выиграл грант, собрал работающее устройство, прошел необходимую сертификацию и даже нашел покупателя – поставил первый экземпляр одному из заводов в Башкирии.

«Умные» импланты
Керамические биомедицинские импланты с применением 3D-печати будут производить в лаборатории Башкирского государственного медицинского университета.

Современные перспективные материалы позволяют сделать так, чтобы имплант со временем полностью был заменен тканями человека. Задача ученых-медиков разработать такой имплант, который сможет корректно взаимодействовать с тканями организма на всех этапах. Молодые ученые уже напечатали более 6 000 образцов. Они прошли доклинические испытания на клеточных культурах. Сейчас идут исследования на животных.

«Лаборатория уже начала вносить свой вклад в процесс импортозамещения – мы изготавливаем спейсеры, временные протезы и протезы для хирургических отделений. Стерилизованное изделие передаем в операционные», – поделился заведующий лабораторией Марс Галаутдинов.

Устойчивые сорта сельскохозяйственных растений
Высококачественные, устойчивые к заболеваниям и сложным погодным условиям сорта сельскохозяйственных растений разработали молодые ученые из лаборатории Селекционно-генетических и молекулярно-клеточных технологии в животноводстве и растениеводстве Башкирского государственного аграрного университета.

В 2023 году вуз зарегистрировал в госреестре селекционных достижений новые сорта сельскохозяйственных культур, приспособленных к погодным условиям девяти регионов Уральского округа. Это картофель «Ирендык», лук «Иглинский-2» и клевер «Ванюша». Проходят испытания нового сорта гороха «Радуга» и пшеницы мягкой яровой «Сарра». Также в учебно-научном центре университета проводят исследования по олучению эмбрионов для ускоренной селекции сельскохозяйственных животных с улучшенными характеристиками в рамках замещения импортных эмбрионов.

Боевой робот «Урал Батыр»
Научные сотрудники и студенты Стерлитамакского филиала Уфимского университета науки и технологий собрали боевого робота «Урал Батыр». На создание машины ушло четыре месяца.

Это двухколесный полноприводный тяжелый робот весом в 90 килограммов и скоростью 20 километров в час с горизонтальным ротором и дополнительной шариковой опорой. Основным орудием робота является десятикилограммовый горизонтальный спиннер со скоростью вращения 5 000 оборотов в минуту. Также машину снабдили пикой, работающей с помощью привода от пружины сжатия, усилие которой на сжатие составляет 15 тысяч килограмм.

«Урал Батыр» и его команда уже успели побывать на мероприятиях  по робототехнике и набраться опыта в крупном международном соревновании – «Битве Роботов». Следующим этапом в спортивной карьере машины станет участие в робототехнических соревнованиях «Кубок РТК», которые пройдут в ноябре в Туле.

Экономичное решение для интернета вещей
Молодой ученый Уфимского университета Владислав Иванов разработал модуль сжатия сенсорных и мультимедийных данных для систем интернета вещей. Проектом уже заинтересовались отечественные производители.

«Принцип мой разработки основан на координированном преобразовании сигналов, который позволяет снизить межканальную избыточность и, соответственно, энергопотребление систем передачи. Проще говоря, модуль снизит энергопотребление на передачу данных, сделает устройства интернета вещей более выгодными в эксплуатации. Экономия составит 40-50% в зависимости от типа датчиков. Планирую через год показать минимально жизнеспособный продукт, а выход на рынок ожидается через два-три года», – рассказал Владислав Иванов.

Инновационный 3D-ФАП
Проект «Новый ФАП – центр здоровья, основа долголетия» разработали УГНТУ и Минздрав РБ. Это инновационный фельдшерско-акушерский пункт, работающий с применением информационных технологий и высокотехнологичных решений уже на уровне строительства за счет 3D-печати. 

Технологию возведения зданий и сооружений методом 3D-печати в УГНТУ разрабатывают с 2020 года. Исследователи уже предложили три типа смесей для строительной 3D-печати: на основе известково-шлаковых вяжущих, на гипсовой основе и на цементной основе. Преимуществом технологии является возможность печатать сложные кривые поверхности без каких-либо дополнительных приспособлений и оснастки. Это позволяет придать объекту оригинальность, сокращает время строительства и снижает количество отходов. В проекте ФАПа предполагается печать не только наружных стен, но и перегородок, скамеек в холле и стойки регистрации.

Снижение вреда пандемии COVID-19
Как повлияла пандемия коронавируса на психическое здоровье людей, выясняют ученые из Лаборатории нейрокогнитивной геномики Уфимского университета науки и технологий. Исследователи ищут генетические маркеры, связанные с тяжелым протеканием коронавируса и проявлениями проблем в неврологической и когнитивной сферах. 

Найденные маркеры в будущем позволят создать клинические тесты для диагностики и предрасположенности к проявлению неврологических проблем вследствие перенесенного COVID-19. «Генетические варианты, которые мы обнаружили, помогут другим исследователям неврологических последствий ковида расширить свой анализ и в последующем определить механизмы и биологические процессы, приводящие к таким осложнениям», – рассказал руководитель лаборатории, доктор биологических наук, профессор Александр Канапин.

Ускорение роста растений
Линейку климатических камер роста растений «Спектр» разработали молодые ученые Аграрного университета Уфы. Пока она состоит из пяти реальных работающих экземпляров, для строительства каждой камеры молодые ученые провели ряд исследовательских работ.

Климатические камеры обеспечивают создание и поддержание заданных условий для роста растений и проведения биологических экспериментов путем регулирования температуры, влажности воздуха и почвы, воздухообмена и освещенности. Сфера применения разработки довольно широка – ее можно использовать для выращивания различных растений и культур in vitro, биологических исследований и селекционных экспериментов, также возможно коммерческое использование в магазинах, ресторанах и гостиницах.

Одна из камер стоит непосредственно в Аграрном университете. «Она позволила ученым ускорить работу по выведению новых сортов растений. Ведь с ней можно за год собирать несколько урожаев, соответственно, в несколько раз ускорять получение результата. Устройство позволяет моделировать различные климатические сценарии, поэтому можно проверять растения на переносимость климата определенных регионов. Например, коллеги-ученые уже вывели новые сорта гороха и лука для уральского климата», – рассказал разработчик камеры Сергей Шамукаев.

Куртка будущего
Инновационную куртку специального назначения разработали выпускница Института экономики и сервиса Альфина Гайсина и IT-института Уфимского государственного нефтяного технического университета Марат Сафин. Куртка со встроенными датчиками мониторинга здоровья защищает организм от пониженных температур, нефти и нефтепродуктов, позволит снизить количество несчастных случаев на предприятиях.

Модель состоит из нескольких слоев утеплителя, в ней можно работать при температуре воздуха до 45 градусов ниже нуля. Создатели оснастили куртку системой сбора, обработки и передачи измерительной информации о физиологических параметрах владельца куртки. Всего в нее встроено 13 датчиков, которые следят за температурой тела и окружающей среды, частоты сердечных сокращений, внешним содержанием газа, положением тела в пространстве и так далее. При чрезвычайной ситуации, например, переизбытке газа в воздухе, датчик подает сигнал, а если за пределы нормы вышли показатели здоровья носителя, то его руководству или в диспетчерскую приходит SOS-сообщение.