​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за май. Так, самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ за этот период имеет индекс Хирша 40, а самый высокорейтинговый журнал — Импакт-фактор 10,733.  

Исследовательская школа химических и биомедицинских технологий

Уникальная плазмон-индуцируемая нитроксид-опосредованная полимеризация как способ получения функциональных поверхностей 

Журнал: Journal of Materials Chemistry A (ИФ 10,733; Q1) 

Ольга Гусельникова, инженер ИШХБМТ; Марина Трусова, заместитель директора по развитию ИШХБМТ; Павел Постников, доцент ИШХБМТ; Marque R. A. Sylvain, Gerard Audran (индекс Хирша 17), Jean-Patrick Joly из Университета Экс-Марсель (Франция); Евгений Третьяков (индекс Хирша 22), Новосибирский институт органической химии имени Н.Н. Ворожцова СО РАН; David Mares, Vitezslav Jerabek, Чешский технический университет в Праге; Вацлав Шворчик (индекс Хирша 40), Олексий Лютаков (индекс Хирша 17), Университет химии и технологии в Праге. 

«Плазмон как стимул открывает новые возможности для селективной и регулируемой “поверхностной” полимеризации и созданию функционализации поверхностей. Нами был представлен первый пример плазмон-индуцируемой нитроксид-опосредованной полимеризации для прививки сополимеров, чувствительных к различным стимулам. Мы продемонстрировали не только возможность контроля над свойствами полимерной пленки, но и разработку сенсорной системы на основе спектроскопии комбинационного рассеяния для обнаружения гликопротеинов в качестве мощного примера потенциала такой полимеризации», — отмечают авторы статьи.

Фото: принципиальная схема процесса полимеризации   

 

Quanfima: программный пакет открытого доступа для автоматического анализа волокнистой структуры биоматериалов

Журнал: PLoS One (ИФ 2,766; Q1) 

Светлана Шкарина, инженер-исследователь научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы»; Роман Сурменев, директор научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы»; Мария Сурменева, старший научный сотрудник научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы»; Роман Шкарин, Андрей ШкаринCecilia Angelica (Индекс Хирша 23), Weinhardt Venera, Baumbach Tilo (Индекс Хирша 34), Mikut Ralf (Индекс Хирша 20) из Технологического института Карлсруэ (Германия).          

«Композитные трехмерные скаффолды, представленные различными материалами с волокнистой структурой или содержащие различные филлеры (добавки, например, биоактивные нано- или микрочастицы) доказали положительный эффект на процессы регенерации различных тканей. Анализ волокнистой структуры в композитных биоматериалах, особенно в трехмерном пространстве, является сложной задачей вследствие различного диаметра волокон (от нано до микромасштаба) и их состава. В настоящее время отсутствует программное обеспечение, которое позволяет проводить анализ волокон с точки зрения их ориентации в пространстве относительно выбранного базиса и размера», — поясняют исследователи. 

Таким образом, в данной статье приведены результаты исследований по разработке нового и находящегося в открытом доступе программного обеспечения под названием Quanfima. Оно позволяет проводить полный анализ гибридных волокнистых биоматериалов, включающий определение ориентации волокон, их размер (также размер частиц, входящих в их состав в случае композитных волокон) и пористость скаффолдов. 

В статье показан типичный способ использования программы Quanfima на примере анализа данных рентгеновской томографии, полученных для волокнистых скаффолдов на основе поликапролактона, а также композитных скаффолдов на основе поликапролактона с добавлением биоактивных микрочастиц модифицированного гидроксиапатита - кремнийсодержащего гидроксиапатита. 

Исследователи отмечают, что разработанное программное обеспечение может использоваться для анализа волокнистой структуры любых скаффолдов, в том числе гибридных.

Фото: изображения различных конфигураций полимерных волокон скаффолда: a) с выровненной структурой (A); b) с частично-выровненной (M); c) со случайной ориентацией волокон (D); d) центральный срез в YZ-плоскости волокон, обработанный различными способами (детали приведены в статье).

 

Оптическая система с усилением яркости для наблюдения горения нанопорошков на основе алюминия

Журнал: IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement (ИФ 2,794; Q1) 

Ли Линь, аспирант, техник отделения электронной инженерии ИШНКБ, аспирант ИШХБМТ; Андрей Мостовщиков, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории СВЧ-технологии ИЯТШ; Александр Ильин, профессор отделения естественных наук ШБИП; Федор Губарев, доцент ИШХБМТ; Смирнов Андреас из Нюрнбергского технического университета (Германия).       

В данной работе представлены результаты исследования процесса горения в воздухе нанопорошка алюминия и его смесей с микропорошком алюминия и оксидом железа III в режиме реального времени. 

«Оптическая система с усилителем яркости использовалась наряду со скоростной видеорегистрацией для оценки отражательной способности поверхности нанопорошка. Отражательная способность анализировалась путем регистрации фотодиодом интенсивности излучения, отраженного от поверхности и усиленного усилителем яркости на длинах волн 510,6 и 578,2 нм. Анализ изображений, полученных с помощью высокоскоростной камеры и осциллограмм сигнала фотодиода, показал, что интенсивность выходного сигнала усилителя яркости соответствует основным стадиям процесса сгорания, включая начало сгорания, распространение тепловой волны и нарастание вторая волна сгорания», — говорится в статье. 

Эта методика предлагается для исследования и контроля процессов горения с температурами 2200-2400 °C, сопровождающихся интенсивной фоновой засветкой. Работа представляет интерес для специалистов в области физики горения и высокоэнергетичных материалов. 

Фото: графический абстракт 

 

Инженерная школа энергетики

 Исследование тепловых эффектов пиролиза биомассы в реакторе с неподвижным слоем

Журнал: Biomass and Bioenergy (ИФ 3,358; Q1) 

Роман Табакаев, доцент, научный сотрудник научно-образовательного Центра им. И.Н. Бутакова; Александр Астафьев, инженер ИШЭ; Юлия Шаненкова, ассистент отделения электроэнергетики и электротехники ИШЭ; Юрий Дубинин, Николай Языков, Вадим Яковлев, Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН. 

Целью настоящей работы является исследование термического преобразования биомассы в процессе медленного низкотемпературного пиролиза применительно к его реализации в слоевом реакторе. В работе использованы методы физического эксперимента, дифференциальный термический анализ и электронная сканирующая микроскопия. 

«Эксперимент показал, что в процессе низкотемпературного пиролиза проб соломы и торфа наблюдался тепловой экзотермический эффект разложения, приводящий к увеличению скорости роста температуры в слое сырья. При этом в случае пиролиза соломы происходило увеличение температуры в слое свыше уровня температуры стенки реактора: этот эффект проявляется в диапазоне температур 290-500°С, а максимальное превышение отмечено при 365°С. Термогравиметрическим анализом установлено, что низкотемпературное разложение биомассы, как соломы, так и торфа, протекает в две стадии: первая стадия начинается при температурах 170-180°С и продолжается до 340-360°С, вторая – от 340-360°С до 600°С. Величина теплового эффекта пиролиза составила для соломы 1475 кДж/кг, торфа – 862 кДж/кг. Методом сканирующей микроскопии получены изображения изменения структуры биомассы в процессе пиролитического разложения», — отмечают исследователи. 

Исследовательская школа физики высокоэнергетических процессов

Модификация поверхности алюминия высокоинтенсивной имплантацией ионов титана: микроструктура, механические и трибологические свойства

Журнал: Surface and Coatings Technology (ИФ 2,906; Q1) 

Александр Рябчиков, заведующий научной лаборатории высокоинтенсивной имплантации ионов ИШФВП; Егор Кашкаров, ассистент отделения экспериментальной физики ИЯТШ, младший научный сотрудник международной научно-образовательной лаборатории технологии водородной энергетики ИЯТШ; Алексей Шевелев, инженер лаборатории высокоинтенсивной имплантации ионов ИШФВП; Денис Сивин, старший научный сотрудник лаборатории высокоинтенсивной имплантации ионов ИШФВП; Алексей Обросов из Бранденбургского технологического университета. 

Работа посвящена исследованию и разработке нового метода улучшения свойств поверхностей различных материалов. Предложен новый способ импульсно-периодического плазменно-иммерсионного формирования высокоинтенсивных пучков ионов металлов, газов, полупроводниковых материалов с плотностью ионного тока в диапазоне от десятков до нескольких сотен миллиампер на квадратный сантиметр. 

Разработаны источники аксиально-симметричных и ленточных сфокусированных пучков ионов низкой энергии металлов и газов. Впервые показана возможность ионного легирования металлов и сплавов высокоинтенсивными пучками ионов с очень высокими плотностями тока, обеспечивающая, по сравнению с традиционной имплантацией, увеличение глубины проникновения ионов металлов, газов до десятков и сотен микрометров. Глубокое ионное легирование материалов обеспечивает многократное улучшение макроскопических эксплуатационных свойств материалов. 

Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности

Кинетическое моделирование пространственно-временной структуры усиления активной среды на парах меди

Журнал: Optics Communications (ИФ 1,887; Q2) 

Станислав Торгаев, доцент отделения электронной инженерии ИШНКБ; Антон Кулагин, ассистент отделение экспериментальной физики ИЯТШ, лаборант отделения математики и информатики ШБИП; Геннадий Евтушенко, профессор отделения электронной инженерии ИШНКБ; Татьяна Евтушенко, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. 

Активные оптические системы с усилителями яркости на самоограниченных переходах в парах металлов позволяют осуществлять визуализацию объектов и процессов, экранированных от наблюдателя мощной фоновой засветкой. При этом усилитель яркости, работающий в режиме свехизлучения, выполняет несколько функций: подсветки объекта исследования, усиления отраженного сигнала, несущего изображение, а также служит узкополосным активным фильтром с полосой пропускания единицы пикометров. В этом случае большое значение имеет пространственно-временная структура коэффициента усиления активной среды, так как она определяет качество формируемого изображения. Кинетическое моделирование процессов в плазме активных сред на парах металлов позволило установить физический принцип формирования радиальной неоднородности усиления активных сред. 

В статье показано, что концентрация электронов, существенно изменяясь по радиусу усилителя яркости и во времени, определяет характер этой неоднородности. П словам исследователей, «исправить» его можно, модифицировав физические процессы в плазме, в частности, за счет введения активных примесей и реализации режима пониженного энерговклада в разряд. Работа выполнена в рамках выполнения гранта Российского научного фонда (№ 14-19-00175).

Источники

Цитируемые ученые: сенсоры и ПО для анализа биоматериалов
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 02/07/2019

Похожие новости

  • 23/01/2018

    Сибирские радиофизики выяснили, от чего зависят свойства композитных материалов

    Радиофизики экспериментально доказали, что  конструкция и   технология изготовления  нанотрубок влияют на характеристики композитного материала. Ученые описали электрофизические свойства композитов, в которых можно получать заданные свойства, меняя состав.
    1025
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    1834
  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    1446
  • 14/03/2019

    Созданный в ТГУ «робот» помогает выбрать профессию через соцсеть

    ​Это приложение разработали доцент факультета психологии ТГУ Валерия Мацута, сотрудник Института человека цифровой эпохи ТГУ Артем Фещенко и представители компании Digital Human. В начале марта «Робот-профориентатор» дал рекомендации старшеклассникам во время главного профориентационного мероприятия весны – «Московского дня профориентации и карьеры».
    408
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    2139
  • 18/01/2019

    Томская апирантка создала IT-программу для картирования загрязненных водоемов

    ​Молодая исследовательница Биологического института ТГУ Владислава Перминова при поддержке программы «УМНИК» Фонда содействия инновациям работает над созданием информационной системы для картирования нефтезагрязненных континентальных водоемов.
    871
  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    1490
  • 20/03/2018

    Способ активации нанопорошка алюминия, разработанный учеными ТПУ, вошел в 100 лучших изобретений России

    ​Способ активации нанопорошка алюминия путем термического воздействия, разработанный научным коллективом Томского политехнического университета, вошел в число ста лучших изобретений России за 2017 год.
    940
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    1671
  • 29/07/2019

    Технология томских ученых по очистке дна водоемов от нефти прошла госэкспертизу

    Технология "Аэрощуп", созданная учеными  Биологического института Томского госуниверситета (БИ ТГУ) для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, первой в России получила "знак качества" от экспертов Росприроднадзора, сообщила РИА Томск представительница пресс-службы вуза.
    289