7 достижений российской науки, которыми можно гордиться: от тайн мирного атома до вакцины от рака

1. Ядерные технологии нового поколения

Ядерные электростанции — это не только дешевый источник энергии, но и постоянно заполняемое «мусорное ведро» радиоактивных и опасных для всего живого отходов. Десятилетиями инженеры-атомщики разных стран ломали голову, как их хранить и что делать с этой проблемой.

Ученые из «Росатома» решили эту проблему, придумав, как заставить реактор поглощать «урановый мусор» так же хорошо, как и высококачественное топливо. Тем самым они перевели мир в новую атомную эру.

Суть изобретения. Уникальная технология позволяет один раз залить топливо в реактор, а затем прогонять его снова и снова, как в чит-коде на бесконечные ресурсы. При этом энергия от работы реактора поступает исправно, а отходов не остается.

2. Квантовые технологии 

Квантовый компьютер способен одномоментно обрабатывать огромные массивы данных и решать задачи, которые не по зубам обычным суперкомпьютерам. Он делает возможными суперсложные вычисления, для которых раньше требовались десятилетия. С его помощью можно:

• искать лекарства и способы лечения;
• прогнозировать эпидемии;
• создавать новые материалы;
• прогнозировать рынки;
• совершенствовать нейросети и кибербезопасность.

Суть изобретения. Российские ученые впервые построили 50-кубитный квантовый ионный компьютер. 

Сегодня Россия — один из мировых лидеров по квантовым технологиям. А по использованию технологии квантовых кудитов (ионов, находящихся в нескольких состояниях одновременно) российские ученые наступают на пятки Австрии и США.

Останавливаться на этом Росатом не думает и хочет к 2030 году построить квантовый вычислитель на 100 и больше кубит. Квантовые алгоритмы работают так, что каждый добавленный кубит удваивает возможности компьютера.

3. Трансплантология

Традиционная трансплантология — очень сложная и рисковая сфера. Процент неудач при попытке заменить один орган другим от донора высок, и каждая минута промедления повышает этот риск.

Российские ученые изобрели способ, как пересадить сердце, не останавливая и не охлаждая его. Он может спасти сотни тысяч людей, которые сейчас каждый раз рискуют жизнью при необходимости пересадки донорского органа.

В будущем эта технология поможет убрать ограничения в трансплантации и других органов.

Преимущества изобретения. Новый метод избавляет от необходимости  помещать донорский орган в «тазик со льдом» перед операцией. Исследователи выдержали температуру, не превышающую нормальную человеческую. В результате сердце хорошо прижилось, не было и типичных для трансплантации послеоперационных осложнений.

Традиционная трансплантация сердца — очень трудоемкая и опасная операция. Готовя пациента к пересадке сердца, врачи идут на больший риск и ухищрения, чтобы сохранить донорские ткани живыми и не поврежденными. Сумев облегчить эту процедуру, российские ученые совершили настоящий прорыв.

4. Неврология 

Нервы и кровеносные сосуды обычно первыми страдают при переломах, глубоких порезах или сильных ушибах. Из-за этого нарушается чувствительность в месте травмы или даже бывает тяжело шевелить пострадавшей рукой или ногой. 

Исследователи в России придумали, как восстановить поврежденные нервы, и создали в лаборатории уникальный материал, запускающий регенерацию нервных волокон. Это изобретение дает шанс людям после тяжелых травм восстановить чувствительность и подвижность.

Преимущества изобретения. Материал на основе выработанной бактериями целлюлозы создает благоприятную среду для роста нервных клеток, помогая регенерации поврежденных нервов. При этом материал биосовместим — то есть не будет отторгаться тканями тела больного и не помешает лечению.

5. Онкотерапия

Российские ученые сегодня вплотную подошли к клиническому (то есть на практике)  применению препаратов от рака, не имеющих аналогов в мире.

Преимущества изобретения. Ученые нашли новые методы лечения, более щадящие для здоровья больных, от новейших установок до видоизмененных вирусов. Пока что эти разработки проходят последние испытания, но уже доказали свою эффективность:

• Бор-нейтронозахватная терапия. Метод, при котором радиация уничтожает клетки раковых опухолей и не трогает здоровые. Это позволяет лечить самые сложные виды рака, например опухоли головного мозга (глиобластому). 

• Персонализированная мРНК-вакцина. Сначала ученые составляют генетический «портрет» опухоли, затем с помощью вакцины обучают иммунитет больного «видеть» метастазы и бороться с опухолью.

• Онколитические вирусы (виротерапия). Метод работает на том, что раковые клетки представляют для вируса более питательную среду, чем здоровые клетки. Для этого разработчики используют специально подготовленный вирус осповакцины. Его точечно изменяют, чтобы вирус не мог зацепиться в здоровых клетках и разрушал изнутри только раковые клетки. Методика хорошо себя показала на доклинических испытаниях 

6. Дешевое альтернативное топливо 

Ученые, занимающиеся поиском новых источников энергии, считают, что будущее человечества — за водородной экономикой. Это чистый экологичный вид топлива в отличие от нефти, угля, природного газа и других привычных энергоносителей. Минусы в том, что в чистом виде этот газ практически не встречается, а известные способы получить водород экономически невыгодны.

Российские ученые придумали, как сделать этот процесс дешевле и эффективнее.

Преимущества изобретения. Исследователи впервые применили принципиально новый способ получить водород из молекулы воды. Сначала они разработали особый материал, затем взяли молекулу воды и запустили химическую реакцию с помощью солнечного света, используя новый ускоритель реакции. 

Метод сработал — молекула воды стремительно распалась на кислород и водород, обильно выделяя и тот, и другой элемент.

Эксперимент показал, что широкое применение «зеленого» водорода не за горами.  

Ученые Томского политехнического университета уверены, что в будущем люди будут производить водород на установках, работающих по этому принципу. Эффективно, дешево и доступно — то, что нужно для «зеленой» энергетики.

7. Протезы и импланты

Многие компании в Европе и США производят протезы ног, с которыми можно ходить, бегать и даже плавать. Такие задачи требуют продуманной сложной эргономики от всей конструкции протеза — сочетания материала, баланса и эстетики. Вот и выходит, что под конкретный тип движения нужна особая конструкция протеза. Хочешь двигаться разнообразно — покупай нужный для этого протез. 

Российские инженеры пошли другим путем и создали не имеющий аналогов в мире универсальный протез-трансформер. По традиции отечественный протез, как уазик, не требует особого сервиса и, как уверяют ученые Южно-Уральского государственного университета, прочнее импортных.

Преимущества изобретения. Протез сконструирован так, что позволяет легко и просто поменять пяточную часть под нужный тип движения. Другие особенности:

• универсальность (позволяет четыре вида движения, включая бег);

• легко настроить под себя без помощи специалистов;

• прочные композитные материалы;

• неприхотливость в обслуживании.