Названы лауреаты премии президента РФ для молодых ученых в области науки и инноваций за 2022 год
Накануне Дня российской науки, который отмечается 8 февраля, объявлены имена лауреатов престижной премии. Строгое жюри отобрало из 270 заявок четыре работы мирового уровня. Размер каждой премии составляет 5 миллионов рублей.
По словам помощника президента РФ Андрея Фурсенко, в этом году уровень заявок был особенно высоким, поэтому жюри было очень непросто сделать свой выбор. Он отметил, что награждены сразу две работы по химии. Представители этой науки последний раз получали премию в 2015 году.
Ваше благородие, нефть!
Кандидат технических наук из Казанского федерального университета Ирек Мухаматдинов разработал технологию, которая на первый взгляд кажется невероятной. Если совсем просто, то она позволяет крекинг нефти, который ведется на поверхности, перенести под землю. Как подобное удалось?
Речь о вязкой нефти. Таких на планете множество, только в Татарстане около 86 млрд тонн. Это топливо крайне сложно добывать. В лучшем случае удается извлечь около 30-40 процентов. Большая часть остается в пласте.
- Сегодня самый распространенный способ взять трудную нефть - закачать в скважину горячий пар, - говорит Ирек Мухаматдинов. - Он снижает вязкость, но эффект кратковременный. Пока жидкость доберется до поверхности, она успевает остыть и вновь стать вязкой. Чтобы ее транспортировать, необходимо предварительно разбавить специальными дорогими растворителями.
Что предложил Ирек? Здесь придется напомнить суть крекинга нефти. Эта технология позволяет с помощью специальных катализаторов разложить ее на различные легкие фракции. Причем эта технология работает на поверхности земли. Идея молодого ученого: а что если начать нефтепереработку прямо в пласте?
Кандидат технических наук Ирек Мухаматдинов разработал технологию, которая позволяет крекинг нефти перенести под землю. Фото: Из архива Ирека Мухаматдинова
Он решил задачу в несколько этапов. Так как стандартные катализаторы не подходили для работы на глубине, пришлось разработать принципиально новые на основе металлов группы железа. Во-вторых, поместил их в специальные "капсулы", которые закачиваются в пласт. Туда же подается пар, он разлагает капсулы, из которых освобождаются катализаторы. И начинается подземный крекинг. В итоге резко падает вязкость нефти, она выходит на поверхность более "облагороженная", уже подготовленная к дальнейшей переработке. Кроме того, в ней намного меньше вредной серы и других примесей, ее намного легче транспортировать. А потому существенно повышается стоимость топлива, которая пойдет на продажу.
Новая технология успешно прошла несколько испытаний. К примеру, на месторождениях в Самарской области дебет нефти повысился в семь раз, а вязкость понизилась в четыре раза.
Лед расскажет о климате
Доктор физико-математических наук из Института океанологии РАН Александр Осадчиев изучает лед в Северном Ледовитом океане. Почему именно лед привлек его внимание? Сегодня Арктика мировой тренд. Причина - именно здесь глобальное потепление работает наиболее интенсивно. Рост температуры существенно выше, чем где-либо на планете. Но наиболее наглядный и яркий пример наступления капризного климата - сокращение площади льда океана. Так в сентябре она с 80-х годов прошлого века уменьшилась на 50 процентов.
Казалось бы, аномалия длится всего несколько месяцев, да и сам океан самый маленький среди своих гигантских собратьев, на его долю приходится всего четыре процента общей площади. А потому его влияние на мировой климат должно быть в разы меньше, чем многих других факторов. Однако исследования показывают, что именно этот "малыш" запускает лавину процессов, критически влияющих на климат на планете. И первую скрипку здесь играет как раз сокращение площади льда.
А он, по словам Осадчиева, уникален. Дело в том, что этот океан при очень маленькой площади принимает около 11 процентов всего мирового стока рек. Такой вброс, сильно опресняя воду, оказывает решающее влияние на формирование льда.
В этом году уровень заявок был особенно высоким - награждены сразу две работы по химии. Размер каждой премии - 5 миллионов рублей
Ученому удалось выявить закономерность между его образованием и сезонными колебаниями стоков рек. А зная этот закон, можно с высокой точностью прогнозировать дальнейшие события. Например, как поведет себя лед, если потепление продолжится. Как продолжит и дальше отступать лед, и как это повлияет на климат? Где океан может в первую очередь полностью освободиться ото льда? Какую площадь могут захватить у океана стоки рек? Ответы на все эти вопросы крайне важны, чтобы ответить на главный: как все эти изменения повлияют на климат на планете.
Изучая Северный Ледовитый океан, Александр Осадчиев обнаружил еще одно уникальное явление, также влияющее на климат. Он открыл два новых теплых течения.
Доктор физико-математических наук Александр Осадчиев изучает лед в Северном Ледовитом океане. К своим 35 годам побывал в 150 странах. Фото: Александр Осадчиев / РГ
- Дело в том, в океан поступает вода из Северной Атлантики, - объясняет ученый. - В какой-то момент этот поток разделяется на две струи. Одна движется к северу от Шпицбергена, другая через Баренцево море. Затем они встречаются в небольшом по площади районе, опускаются на глубину около 100 метров, и, двигаясь по окружности, вытекают в Северную Атлантику.
Ученому удалось не только открыть эти течения, но и установить, что зона их встречи постепенно сдвигается на восток. Как следствие, часть Баренцева моря и вода в районе Шпицбергена все больше приобретают свойства атлантических вод. Это ключевой процесс, от которого в значительной степени зависит перенос тепла из Северной Атлантики в Арктику. А в итоге мировой климат.
Сколько в мясе антибиотика
Кандидаты химических наук из Санкт-Петербургского государственного университета Ирина Тимофеева и Андрей Шишов удостоены награды за работы в области "зеленой химии". Вроде бы эти два понятия несовместимы. И тем не менее...
- Еще недавно подобное трудно было представить, но сейчас это очень модное и быстро развивающееся направление науки, - говорит Ирина Тимофеева. - Дело в том, что в "зеленой химии" используются только природные вещества, например, экстракты различных растений, поэтому она в принципе не может нанести вред природе.
Тимофеева и Шишов разрабатывают так называемые глубокие эвтектические растворители (ГЭР). С их помощью анализируется состав различных веществ. Скажем, они оперативно выявляют, сколько антибиотика в пищевых продуктах - мясе, молоке и т.д. Важно, что для анализа проб самого сложного состава не требуются стационарные лаборатории, все работу можно проводить, что называется, в поле.
Кандидат химических наук Андрей Шишов создает на основе растений новый класс растворителей, которые не наносят вред природе. Фото: Из архива Андрея Шишова
Прежде всего подчеркнем, что созданные авторами ГЭР дешевы, доступны, экологически безопасны, быстро анализируют вещества самого сложного состава, у них широкая сфера применения, в том числе пищевая и сельскохозяйственная промышленности, медицина, криминалистика, анализ нефтепродуктов и т.д.
Интересен сам способ создания таких растворителей. Ведь на их место щедрая природа предлагает огромное число кандидатов. Что выбрать? "Все зависит от задачи, - говорит Ирина Тимофеева. - Например, вам надо узнать, есть ли в мясе антибиотик. Мы вначале анализируем состав лекарства, и по принципу "подобное к подобному" подбираем природные компоненты. Причем обязательно должно быть как минимум два кандидата. У каждого свой набор определенных свойств, а в тандеме они дают совершенно новые. Именно те, которые и позволяют наиболее оптимально, быстро и эффективно провести анализ".
В поиске оптимума ученые изучают множество вариантов тандема. Какой в конце концов "выстрелит", показывают только эксперименты. Именно так созданы принципиально новые эвтектические растворители и технологии их применения для широкого круга задач. Кроме того, они хорошо совместимы со многими привычными методами анализа, например, хроматографией.
Кандидат химических наук Ирина Тимофеева серьезно занимается не только "зеленой химией", но еще и лыжами. Фото: Из архива Ирины Тимофеевой
По закрытой тематике награжден научный сотрудник НИИ Минобороны России Иван Фисенко за разработку и испытания сложных технических устройств, обеспечивающих обороноспособность страны. Церемония награждения состоится 8 февраля, в День российской науки, премии вручит президент страны.
Важно отметить, что все лауреаты очень разносторонние личности. Живут не только наукой. Так Ирина Тимофеева серьезно занимается пляжным волейболом и лыжами, хобби Ирека Мухаматдинова плавание, лыжи, коньки. Андрей Шишов увлекается экзотическим видом спорта фридайвингом - погружением под воду без акваланга. А еще он уже успел посетить 53 страны. Но, конечно, здесь вне конкуренции Александр Осадчиев, который к своим 35 годам побывал в 150 странах. Его годовая норма - около 10 государств. К каждой поездке серьезно готовится, читает литературу, изучает карты. Как при такой туристической интенсивности он успевает заниматься изучением океана? "В год у меня максимум две экспедиции по 1-1,5 месяца, все остальное время - это работа на компьютере, - говорит Осадчиев. - В таком режиме живу уже 15 лет. Осталось посетить еще примерно 50 стран, и список будет закрыт. Что касается России, то уже побывал практически по всех ее регионах".
