В Политехе создают технологии для качества жизни людей

С 2021 года в России стартовала программа государственной поддержки вузов «Приоритет 2030». Директор Высшей школы физики и технологий материалов Александр Семенча и директор Института биомедицинских систем и биотехнологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Андрей Васин рассказали о том, какие проекты университет запустил с помощью правительственного гранта, какую роль они могут сыграть в процессе импортозамещения зарубежных научных разработок и как их внедрение позволит улучшить жизнь россиян.

Андрей Васин: Для начала я бы отметил, что «Приоритет 2030» позволил перевести уже существовавшие у нас научные заделы в проекты, имеющие прикладное значение. Понятно, что у нас ранее проводились поисковые исследования, однако для того, чтобы они могли в перспективе дать какой-то продукт, интересный конечному потребителю, было необходимо дополнительное финансирование. Средства нужны и для проведения дальнейших исследований и разработок, и для финансирования работы команд, которые над ними трудятся. Например, с помощью гранта мы смогли обновить материально-техническую базу нескольких наших лабораторий — закупить оборудование и реактивы, а также привлечь новых сотрудников и партнерские организации.

Александр Семенча: Развитие научных проектов всегда является высокорискованной историей с непредсказуемым результатом. Программа «Приоритет 2030» позволяет нам взять на себя существенную часть рисков, обеспечив научным работникам, занятым на таких проектах, бесперебойное финансирование. Конечно же, мы понимаем, что нужно искать и другие источники средств, например, негосударственные, поэтому мы активно развиваем партнерство с различными промышленными предприятиями, научными организациями, университетами и фондами развития, которые могут быть заинтересованы в дальнейшем внедрении или популяризации наших научных разработок.

А. В.: Из тех проектов, которыми занимается наш Институт биомедицинских систем и биотехнологий, 15 получили дополнительное финансирование с помощью программы. В их числе, например, проект по созданию платформы, с помощью которой мы сможем разрабатывать РНК-вакцины от различных вирусов не за 1,5−2 года, как это происходит сейчас, а за несколько месяцев. Этот проект мы запустили еще в 2020 году, когда началась пандемия коронавируса и стало понятно, что в будущем человечество будет регулярно сталкиваться с новыми инфекционными заболеваниями, а существующие методы создания вакцин не вполне отвечают вновь возникающим глобальным вирусным угрозам. Для наиболее эффективной работы по созданию платформы РНК-вакцин мы объединили свои усилия с несколькими научными институтами как в РФ, так и за рубежом. В их числе — НИИ гриппа им. А. А. Смородинцева, ФГБУ НИИ вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова, РТУ МИРЭА и Университет Мэриленда в США.

Также большой интерес представляет другой наш проект, целью которого является создание платформы для молекулярной диагностики вирусных инфекций с помощью «молекулярных ножниц» (CRISPR-Cas12), технологии, позволяющей производить редактирование ДНК с высокой степенью точности. Третий проект — разработка технологии упаковки для радиоактивных фармацевтических препаратов (изотопов), которые в медицине применяют для лечения опухолей. Наконец, мы также работаем над проектом в области биоинформатики, в ходе которого создается система конвейерных вычислений для аналитики больших медицинских данных, пригодная, например, для дизайна вакцин или решения задач медицинской генетики.

А. С.: Проект, в котором я являюсь руководителем, вошел в стратегический проект «Человекоцентричные технологии и решения». По результатам проекта мы получим ряд продуктов, имеющих конкретное промышленное применение. Например, это создание датчика углекислого газа для карбоновых полигонов. Что такое карбоновые полигоны? Это территории с уникальной экосистемой, созданные для реализации мер контроля климатически активных газов с участием университетов и научных организаций. Они располагаются на болотах, поскольку именно болото — это устойчивая экологическая система, которая связывает углерод и надолго выводит его из дальнейшего круговорота. На нашей планете болота занимают всего 3% поверхности, однако они связывают до трети всего наземного углерода. В норме болота позволяют поддерживать отрицательный баланс углекислого газа, однако их «жизнедеятельность» важно отслеживать, например, с помощью полигонов, где будут располагаться специальные оптические датчики. В основе механизма их работы — поглощение определенной длины волны молекулами углекислого газа. Я думаю, что к концу ноября мы уже сможем закончить работу над полноценным прототипом и начать использовать его для измерений в реальных условиях совместно с БФУ им. И. Канта.

А. С.: Один из них посвящен созданию функциональных тонкопленочных покрытий, которые могут стать очень востребованными у российской промышленности. Данный проект родился из запроса одной из известных ювелирных компаний на изготовление покрытий на ювелирных изделиях, устойчивых к высоким температурам. Основная суть такого покрытия состоит в том, что на поверхности недрагоценного камня формируется прочное покрытие, устойчивое к истиранию и обладающее заданным цветом. По сути, данное покрытие, помимо ювелирных изделий, может применяться и во множестве других приложений, где требуется устойчивость к высоким температурам, износостойкость, химстойкость окраски. Это может быть оптика, жаропрочные сплавы, тонкие пленки, чувствительные к различным газам, или пленки определенной структуры, которые могут выступить в качестве катализатора, например, для разложения углеводородов.

Еще один наш проект — мультиспектральный анализатор, который может применяться для анализа различных веществ не только в промышленности, но и в бытовых ситуациях. Это фактически инфракрасный анализатор ближнего диапазона ИК-излучения, с помощью которого можно отличить друг от друга большинство органических молекул, поскольку каждая из них имеет свою степень поглощения. С помощью разработанного прибора можно будет, например, определить жирность молока, снять спектр кожи человека, содержание воды в масле или бензине и т. д.