Олег Анатольевич, в 2024 году исполняется 300 лет Российской академии наук. Как сегодня развивается академический исследовательский центр в Прикамье?
Олег Плехов: Для нас этот юбилей - очень большое событие. Праздничные торжества в его честь пройдут и в Прикамье, где работает наш исследовательский центр. Сегодня в его составе - шесть научно-исследовательских институтов, где трудятся около тысячи сотрудников. В их числе - три академика РАН, четыре члена-корреспондента РАН, два профессора РАН, 73 доктора наук и 229 кандидатов наук.
Какие наиболее важные междисциплинарные исследования Центра вы можете выделить?
Олег Плехов: Решение задач наших индустриальных партнеров, как правило, проходит в междисциплинарном формате, то есть требует участия ученых разных областей науки. Один из примеров - проект, который в интересах компании "Уралкалий" реализуют сразу несколько наших научно-исследовательских институтов: Горный институт, Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Институт технической химии, Институт экологии и генетики микроорганизмов. Речь идет о решении задачи промышленного использования шламов, появляющихся в ходе переработки калийной руды. На севере Прикамья, где происходит добыча полезных ископаемых, их скопилось уже миллионы тонн. По сути, каждый побочный или вторичный продукт - это потенциальное сырье.
Наши ученые отрабатывают технологические режимы и эффективность использования побочных продуктов калийной промышленности в сельском хозяйстве, строительстве, лесной отрасли, металлургии. В них содержатся калий, кальций, магний, различные микроэлементы, поэтому с их помощью можно повышать плодородие. Кроме того, проводятся исследования, в ходе которых шламы комбинируются с побочными продуктами лесоперерабатывающих отраслей и животноводства, а далее определяется их полезное воздействие на почву. В итоге нужно не только решить вопрос применения вторичных и побочных продуктов различных производств, но и создать эффективные и недорогие удобрения, мелиоранты для аграрной отрасли.
Другой пример междисциплинарной работы институтов Пермского ФИЦ - оптимизация условий вентиляции при хранении овощей. Ученые под руководством доктора технических наук Алексея Исаевича предложили использовать сильвинит в системе воздухоподготовки овощехранилищ. Дело в том, что калийные соли, а ими богата эта горная порода, обладают антибактериальным воздействием и активно используются, например, для оздоровления людей. Так, пациентам некоторых уральских санаториев предлагают пройти курс спелеотерапии - провести некоторое время в соляной пещере. С овощами примерно та же история - воздух, насыщенный солями, полезен и продлевает время их хранения. В ходе исследований такое полезное воздействие было доказано с помощью экспериментов на картофеле, помещенном на некоторое время в соляное овощехранилище.
Говоря о Горном институте, необходимо отметить еще один перспективный проект команды молодых ученых под руководством кандидата технических наук Дениса Кормщикова. Проект посвящен автоматизированным технологиям добычи полезных ископаемых. Для его реализации в Горном институте создана молодежная лаборатория цифровизации горнотехнических процессов. Одна из ключевых задач лаборатории - разработка беспилотного комбайна для добычи руды. Аппарат будет управляться дистанционно с поверхности земли. Получается очень хороший результат с точки зрения сокращения затрат на добычу полезных ископаемых и повышения уровня безопасности для людей, участвующих в данном процессе. Компания "Уралкалий" готова внедрить эту систему в свое производство. С ее помощью в Березниках уже пройдены очистные работы и добыта первая руда.
Периодически приходится слышать о том, что ученые ПФИЦ УрО РАН проводят исследования в области агробиофотоники. Что это за область научных знаний и в чем суть таких исследований?
Олег Плехов: Когда говорят об агробиофотонике, я невольно вспоминаю научно-фантастический роман Айзека Азимова "Космические течения". Там описана планета Флорина, на которой основным источником дохода является кырт - универсальное волокно, его можно выращивать только на этой планете. Одному из главных героев романа удается обнаружить взаимосвязь между излучением солнца планеты и загадкой выращивания кырта. Писатель-фантаст опередил свое время, описав полезные свойства света. Сегодня наши ученые под руководством кандидата биологических наук Татьяны Лисиной исследуют воздействие различных спектров излучения на сельскохозяйственные культуры, пытаясь тем самым определить, какой свет: красный, желтый или зеленый - в большей степени способствует их росту. Уже получен достаточно интересный результат: определен спектральный состав оптимального освещения для культивирования картофеля in vitro, то есть в пробирках, а также оптимальные режимы лазерной предпосевной обработки семян зерновых культур, изучено влияние дальней красной части спектра на интенсивность фотосинтеза у микрозелени. Разработан светильник для микроводорослей, решающий проблему пространственной неравномерности освещения.
Ведут ли ученые ПФИЦ УрО РАН исследования в области медицины?
Олег Плехов: Да, этой тематикой, в частности, занимается Институт экологии и генетики микроорганизмов. Там в рамках национального проекта "Наука и университеты" под руководством доктора биологических наук Евгении Сайдаковой создана одна из десяти молодежных лабораторий ПФИЦ УрО РАН - лаборатория молекулярной иммунологии, в которой исследуются механизмы восстановления иммунитета у ВИЧ-инфициро-ванных пациентов, получающих антиретровирусную терапию. Такая терапия призвана подавить размножение ВИЧ, снизить нагрузку на клетки иммунной системы и дать им возможность восстановить свое количество и защитный потенциал. Вместе с тем у трети всех пациентов, получающих лечение, не происходит увеличения количества иммунных клеток: их численность остается слишком низкой для защиты от инфекций и онкологических заболеваний. Ученые пришли к выводу, что в основе этого опасного феномена лежит несколько механизмов. Во-первых, у части больных нарушается кишечный барьер, что позволяет бактериям и их продуктам проникать в организм и запускать реакции, истощающие иммунную систему. Во-вторых, по неизвестным пока причинам у иммунных клеток изменяются метаболические программы синтеза энергии и структурных молекул, необходимых для выживания и размножения. Сейчас исследователи работают над поиском способов коррекции этих нарушений, что в будущем позволит оптимизировать лечение ВИЧ-инфекции.
Еще один исследовательский проект в области медицины реализует Институт механики сплошных сред под руководством доктора физико-математических наук Ирины Мизевой. Он посвящен разработке и реализации методов контактной термометрии, лазерной допплеровской флоуметрии, спекл-констрастной флоуметрии и фотоплетизмографии. Эффективность предлагаемого подхода обеспечивается использованием современных математических методов обработки данных. Ученые разработали мобильное устройство для анализа колебаний объемной скорости кожного кровотока и в сотрудничестве с медиками используют его при диагностике сахарного диабета. На основе проведенных исследований предложен метод скрининговой диагностики хронической артериальной недостаточности нижних конечностей. В дальнейшем по этой научной тематике планируется сотрудничество с китайскими учеными.
Говоря о медико-биологических исследованиях, не могу не упомянуть об известном российском микробиологе, докторе биологических наук, заведующей лабораторией алканотрофных микроорганизмов Института экологии и генетики микроорганизмов ПФИЦ УрО РАН, академике РАН Ирине Ившиной. Группа ученых под ее руководством проделала огромную работу, результатом которой стало уникальное собрание микроорганизмов и создание на их основе эффективных биокатализаторов, пригодных для реализации различных биотехнологических процессов, например, для очистки загрязненных водных и наземных экосистем, в том числе нефтью, нефтепродуктами, тяжелыми металлами, а также для трансформации сложных органических соединений.
Участвует ли ПФИЦ УрО РАН в каких либо исследовательских проектах федерального уровня?
Олег Плехов: Конечно. Один из таких проектов называется "Научный центр мирового уровня "Сверхзвук". Основной его задачей является получение научных результатов и компетенций, необходимых и полезных при проектировании нового варианта отечественного сверхзвукового пассажирского самолета. Первые сверхзвуковые пассажирские самолеты были созданы в 1970 х годах сначала в Советском Союзе - Ту-144, затем совместно Францией и Англией - "Конкорд". Эти самолеты в силу ряда причин быстро перестали эксплуатироваться, несмотря на то что, по высказываниям ведущих авиационных конструкторов, они опередили свое время. Головным исполнителем этого проекта является Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского. Среди исполнителей - Московский государственный университет, Московский авиационный институт, ряд других московских организаций и единственный региональный участник - Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук. Одно из направлений исследований, которое ведет наш Центр под руководством академика РАН Валерия Матвеенко, связано со смарт-материалами и является одним из вариантов природоподобных технологий. Использование таких материалов открывает перспективы создания конструкций, у которых геометрия, динамические характеристики могут изменяться для того, чтобы обеспечить оптимальные варианты в соответствующих внешних условиях.
Как сегодня лучше всего коммерциализировать научную мысль?
Олег Плехов: Не секрет, что львиная доля внебюджетного финансирования ПФИЦ УрО РАН приходится на исследования, проводимые в интересах компаний недропользователей. Нашими многолетними ключевыми партнерами являются компании "Уралкалий", "Еврохим", ГМК "Норильский никель" и "Беларуськалий". С помощью ученых они решают в том числе вопросы импортозамещения. В частности, у добывающих компаний возникли проблемы с замещением некоторых химических реактивов и различных химических субстанций, которые они ранее приобретали за рубежом. Так, например, по заказу белорусских калийщиков химики из Института технической химии УрО РАН смогли разработать аналог немецких эмульсий для гидравлических цилиндров шагающей шахтной крепи - огромного комплекса, который следует за добывающим комбайном в калийной шахте и удерживает от обрушения кровлю горной выработки. Руководитель этого направления - доктор технических наук, профессор Виктор Вальцифер.
Наверно, в Пермском крае создана одна из лучших в Российской Федерации систем региональной поддержки развития науки и образования. В 2023 году Пермский ФИЦ УрО РАН, Уральское отделение Российской академии наук подписали соглашение о развитии с целью стимулирования научных исследований, направленных на устойчивое развитие региона и реализацию на территории Прикамья государственной научной политики.
Среди региональных проектов в первую очередь необходимо отметить ряд успешных проектов в области сельского хозяйства, выполняемых при поддержке министерства промышленности и торговли Пермского края.
Не менее важным для нашего Центра является участие в проектах министерства образования и науки Пермского края, таких как региональный конкурс проектов Российского научного фонда, технологических проектов Пермского НОЦ.