Актуальные разработки ученых ПГУ — новое слово в отечественной фундаментальной и прикладной науке

В честь юбилея губернии

Сразу 14 проектов под девизом «Сделано в ПГУ» представили ученые университета на выставке, посвященной Дню науки и 80-летнему юбилею Пензенской области. Масштабный форум проходил в Пензенском драматическом театре и был призван продемонстрировать лучшие достижения региона, его историю, сегодняшний и завтрашний день. И если говорить о будущем, то одним из перспективнейших направлений развития Сурского края справедливо считается наука. В свою очередь, самым крупным и авторитетным научно-исследовательским центром области по праву считается Пензенский государственный университет.

Поэтому неудивительно, что наиболее значительная часть представленных на юбилейной выставке проектов принадлежит авторству ученых ПГУ. Тем более закономерно, что многие из этих разработок обратили на себя пристальное внимание со стороны специалистов, общественности, а также представителей властных структур, получив высокую оценку губернатора Пензенской области Ивана Белозерцева. Иван Александрович, постоянно ратующий за развитие научно-исследовательской деятельности в регионе, отметил широту научных интересов пензенских ученых и актуальность проектов, над которыми они работают. Сегодня мы расскажем о двух проектах ученых ведущего университета губернии, которые как нельзя лучше иллюстрируют это мнение. Оба они «родом» из Политехнического института ПГУ.

Ради безопасности космических полетов

«Адаптация интеллектуальной системы вибрационных испытаний бортовой радиоэлектронной аппаратуры ракетно-космической и авиационной техники нового поколения на основе многоканальной цифровой генерации испытательных сигналов» — такое название носит проект, автором которого является Алексей Владимирович Лысенко, кандидат технических наук, доцент кафедры «Конструирование и производство радиоаппаратуры». Разработка этой научной идеи началась в прошлом году, завершение исследовательских работ запланировано на предстоящее лето. Благодаря особой актуальности тематики проекта он поддержан грантом Российского научного фонда на сумму 3 млн руб.

В чем суть проекта? Как известно, ракетно-космическая и авиационная техника работает в экстремальных условиях, испытывая высокий уровень внешних деструктивных воздействий, таких как вибрация, удары, ускорения, перепады температуры и т.д. Это, безусловно, мешает ее стабильной работе. Поэтому разработка бортовой техники направлена на создание высоконадежных устройств, что невозможно без проведения стендовых испытаний. Именно на таких испытаниях и выявляются дефекты и нарушения работы в результате воздействия внешних факторов. Алексей Лысенко и его коллеги считают, что при испытаниях уделяется недостаточно внимания влиянию вибрационных нагрузок, а ведь именно на долю этих воздействий приходится до 15% и даже до 25% всех отказов техники.

Ученые ПГУ поставили перед собой цель усовершенствовать и повысить интеллектуализацию стендов, предназначенных для испытания техники на вибрационные нагрузки. По мнению специалистов ПГУ, применяемые сегодня испытательные устройства со своей задачей не всегда справляются. «Устройство, создаваемое нами, позволяет задавать вибрационные нагрузки в каждой точке объекта испытаний по отдельности. Это позволяет приблизить процесс испытаний к реальным условиям эксплуатации объекта, — говорит А. В. Лысенко. — Наша система виброиспытаний позволяет смещать амплитудные пики резонансов в необходимую для исследований область, что поможет «увидеть» процессы, происходящие с тем или иным элементом, находящимся в этой области, при максимальных нагрузках».

Разработки в области строительства и совершенствования ракетно-космической и авиационной техники исторически являются одним из наиболее значимых направлений деятельности пензенских ученых и техников. Нет сомнений в том, что проект Алексея Лысенко найдет достойное применение на практике и поможет вывести безопасность космических полетов на новый уровень.

Ученые ПГУ — за чистоту воды на Земле

Испокон веков известно, что вода — источник жизни, одно из главных условий существования человечества. Но ни для кого не секрет, что сегодня перед населением планеты стоит проблема загрязнения естественных водоемов, которая влечет за собой реальную угрозу необратимости этого процесса. В частности, одной из причин загрязнения воды на Земле является деятельность человечества в области фармакологии и сельского хозяйства. «За последние несколько лет такие микрозагрязнители, как фармацевтические препараты, пестициды, продукты личной гигиены, были найдены во всем мире в концентрациях порядка мкг/л в сточных, поверхностных, грунтовых водах. Наличие ксенобиотиков в водоемах также представляет собой значительную проблему. Возможные источники фармацевтических загрязнителей — это лекарства, потребляемые в домашних хозяйствах или учреждениях здравоохранения, а также отходы фармацевтических предприятий. Пестициды, найденные в водных источниках, являются следствием широкомасштабной борьбы с вредителями в промышленности и сельском хозяйстве. Выброс этих веществ в гидросферу токсичен на любом уровне биологической иерархии», — говорит Игорь Аверин, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Нано- и микроэлектроника».

Но это лишь половина проблемы. Другая ее часть заключается в том, что традиционные способы очистки воды, применяемые на протяжении многих десятилетий, сегодня уже не являются достаточно эффективными для удаления большинства микрозагрязнителей в воде. И даже хорошо работающие методы, такие как мембранная фильтрация и адсорбция активированным углем, достаточно энерго- и материалоемки и малоэффективны при удалении полярных органических загрязнителей из сточных вод. Научный коллектив молодых ученых в составе А. А. Карманова, И. А. Пронина, Н. Д. Якушовой под руководством Игоря Александровича Аверина предлагает использовать функциональные нанокомпозитные материалы на основе оксидов цинка и титана для фотокаталитической очистки сточных вод с помощью солнечного излучения.

роект, над которым работают Аверин и его команда, называется «Разработка и исследование наноструктурированных иерархических фотокаталитических материалов для очистки сточных вод от загрязнений и процессов зеленого органического синтеза». Он выполняется в рамках госзадания на сумму 5,5 млн руб. и рассчитан на период 2018–2020 годов. Не только актуальность, но красота этого исследования понятны даже непосвященному, ведь его «главным героем» является… солнечный свет. Именно он в настоящее время признан одним из наиболее перспективных альтернатив источникам энергии на ископаемом топливе. Поэтому разработка и исследование новых материалов, способных преобразовывать солнечное излучение в тепловую, электрическую и химическую энергии, является одним из приоритетов перехода к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике.

Ю. Герасимова, А. Михайлов

«Университетская газета», № 2 (1748) от 7 марта 2019 г.