Красноярский научный центр СО РАН

Как ученые превращают отходы в плодородную почву Пока одни установки работают для космоса, другие решают не менее важную земную задачу: восстановление плодородия почв в связи с их обеднением, эрозией и в целом такой глобальной проблемой как изменение климата. Цель ученых — создание почвоподобного субстрата (ППС) — живой, плодородной земли из органических отходов. Медленная переработка с целью создания почвоподобного субстрата (ППС), который может играть роль углеродного депо, снижая выброс углерода в атмосферу, и плодородной почвы, с помощью которой можно восстанавливать обедненные земли. Почему это важно? - Углеродный след: ППС работает как «углеродное депо», надежно связывая углерод из отходов и не выпуская его в атмосферу в виде CO2. - Новая жизнь: ученые создают плодородную почву там, где она истощена или уничтожена. Эта почва подходит для восстановления земель, рекультивации территорий и сельского хозяйства. Особенно это важно для Арктических территорий, которые занимают 30% территорий России. Представьте арктический посёлок. Доставка свежих овощей сложна и дорога, а вырастить их на вечной мерзлоте — почти невозможно. Ученые лаборатории проблем создания круговоротных процессов искусственных экосистем Института биофизики СО РАН работают над технологией, которая сможет обеспечить северян свежей зеленью круглый год, прямо на месте. Эта технология даст Арктике: - Независимость от поставок: создание автономных «зеленых оазисов» в суровых условиях. - Питание и здоровье: постоянное наличие свежих витаминов на столе. - Решение проблемы отходов: система замкнутого цикла превращает органические отходы в ценные ресурсы, минуя хрупкую экосистему Севера.

«Мы создаем аналог плодородной почвы и «минеральную воду» для растений из того, что обычно считается мусором. В специальных установках отходы быстро перерабатываются в питательный раствор. На нем мы уже успешно выращиваем сочный салат, а излишки соли отправляем на подкормку водорослей»

- комментирует заведующий лабораторией Трифонов Сергей кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН. Как это происходит? Ученые используют медленное, биологическое компостирование. - Компост: солома и ботва перерабатываются в основу для ППС. - Биологический цикл: в этом процессе участвуют дождевые черви, и даже так нелюбимые нами тараканы, которые превращают стерилизованные отходы в ценнейший гумус. - Аквакультура: излишки питательных веществ направляются в систему с водорослями, ряской и рыбками (гуппи, тилапия), создавая сложную, устойчивую экосистему. Ученые не просто утилизируют мусор. Они создают из него новую жизнь — плодородную землю, которая накормит будущие поколения и поможет нашей планете. Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Такая интеграция позволит быстрее внедрять перспективные методы в практику. Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. #НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки

Как на лунной базе будут выращивать еду и перерабатывать отходы Полёт к Марсу или жизнь на лунной базе — это не только про ракеты. Главный вызов: как быть с ресурсами? Воду и воздух можно регенерировать, а что с едой и отходами? Взять с Земли запас на годы невозможно. Ученые из лаборатории проблем создания круговоротных процессов искусственных экосистем Института биофизики СО РАН создали систему, которая решает обе задачи сразу. 🚀Космическая ферма будущего Ученые отрабатывают технологию, где всё работает по принципу «ничего не пропадает»: Отходы → еда: специальный реактор за несколько часов превращает отходы жизнедеятельности экипажа в жидкое удобрение. Замкнутый цикл: этим раствором поливают растения. Лишняя соль из раствора не выбрасывается, а идет на выращивание питательных водорослей. Цепочка питания: водорослями кормят рачков, а ими, в свою очередь, — рыб (например, тилапию). Так у космонавтов появится источник свежего белка прямо на борту.

«Наши эксперименты — это фундамент для будущих автономных колоний в космосе. Мы создаем биологическую систему жизнеобеспечения, без которой долговременное присутствие человека за пределами Земли просто немыслимо»

- комментирует заведующий лабораторией Трифонов Сергей Викторович кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН. Представьте: экипаж на лунной базе. Каждый день образуются отходы жизнедеятельности, и их нельзя просто выбросить в космос. Пространство и ресурсы ограничены. Одна из задач — максимально быстрая переработка отходов в замкнутой системе. Необходимо утилизировать суточную норму отходов за те же сутки, чтобы ничего не копилось. ⚡Как ученые этого добиваются? Сердце этого процесса — реактор «мокрого» сжигания. - Скорость: всего за 3-4 часа он перерабатывает отходы трёх человек в чистый, минерализованный раствор. - Технология: под действием переменного тока в перекиси водорода происходит быстрое окисление — своего рода «молния» в жидкости, которая расщепляет сложные органические вещества на простые элементы, пригодные для питания растений. Этим раствором можно сразу поливать растения (например, салат) в специальной фитотронной камере. Так ученые замыкают цикл «отходы → еда» в рекордные сроки. Это основа будущей системы жизнеобеспечения, без которой долгосрочные миссии на Марс и Луну невозможны. Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Такая интеграция позволит быстрее внедрять перспективные методы в практику. Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. #НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки

В Красноярске открылась юбилейная музейная биеннале «Принцип надежды» с проектом ученых и художников «Всматриваясь в небо» В Музейном центре «Площадь Мира» стартовала юбилейная биеннале «Принцип надежды». Одним из ключевых событий стал совместный проект с Красноярским научным центром СО РАН — инсталляция «Всматриваясь в небо». Над ним работали руководитель службы научных коммуникаций Красноярского научного центра, кандидат биологических наук Егор Задереев, искусствовед Александра Семенова и художник Анастасия Безвершук. Проект исследует точку пересечения научного поиска и художественного осмысления, задавая вопрос о том, как по-разному наука и искусство смотрят на космос — вечную загадку для человечества. В основе инсталляции — панно-квадриптих Михаила Молибога, которое в 1980-90-е годы украшало фойе Красноярского научного центра. Как отмечает куратор Александра Семёнова, в то время декоративное искусство было возможностью отойти от канонов соцреализма.

«Синтез искусства и науки задает сюжет: оставляя на Земле природу, технику, религию, советский космонавт-Бэтмен взмывает в космос и чертит знаменитую формулу Эйнштейна»,

— комментирует Семёнова. Художник Анастасия Безвершук развивает эту тему, используя личные и научные земные образы. Для своей части инсталляции она использовала собственное УЗИ, пшеницу и создала комнату, имитирующую научный комплекс «БИОС-3».

«Для исследователей космос — это не абстрактная мечта, а конкретная работа, где каждый день — это шаг к её воплощению,

— подчеркивает Егор Задереев.

Ученые вглядываются в небо не как мечтатели, а как инженеры жизнеобеспечения».

Красноярский вклад в космическую науку уникален: это не просто фантазии о звездах, а создание работающих технологий для жизни.

«Ответ на этот вопрос десятилетиями рождался в красноярском Академгородке... где ученые учились замкнуть цикл, чтобы крошечное зерно пшеницы стало таким же символом покорения космоса, как и ракета»

— добавляет Задереев. Проект «Всматриваясь в небо» в рамках биеннале «Принцип надежды» наглядно демонстрирует, как мечта о космосе, рожденная в искусстве, находит свое практическое воплощение в научных лабораториях. Это диалог, в котором поэзия звездного неба встречается с суровой необходимостью выживания, а формула Эйнштейна превращается в колосок пшеницы на чужой планете.

Ученые предложили сушить рапс при помощи пищевой добавки Красноярские ученые придумали, как сушить ценные семена рапса без ущерба для их качества. Вместо опасного нагрева они использовали доступную пищевую добавку (E518) — сульфат магния. Семена смешали с кристаллами сульфата магния, и они бережно «вытянули» лишнюю влагу. Традиционная сушка горячим воздухом часто повреждает семена: масло портится, а всхожесть падает. Новый метод позволяет этого избежать. Что получилось: ✅ Нужная влажность достигается всего за 1-4 часа. ✅ Всхожесть семян остается очень высокой — 89–92%. ✅ Сорбент можно использовать многократно, что делает процесс дешевле. «В настоящее время рапс является одной из перспективных сельскохозяйственных культур. Масличные растения более рентабельны, чем зерновые, именно поэтому площади с посевами рапса растут с каждым годом. Преимущество сорбционной сушки в том, что она позволяет бережно удалять влагу из семян без использования тепла, обеспечивая тем самым более высокое качество продукции и снижая риск размножения вредных микроорганизмов, паразитирующих на семенах во время хранения. Кроме того, внедрение этих технологий может способствовать более эффективному использованию ресурсов, снижению энергозатрат и времени сушки", —- отмечает Елена Фоменко, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН. Разработка красноярских ученых имеет значительный потенциал для практического применения в агропромышленном комплексе. Подобные проекты могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса, где будет обеспечиваться тесная интеграция исследований с потребностями промышленных предприятий. Это позволит ускорить внедрение перспективных технологий послеуборочной обработки, что будет способствовать повышению качества семян, снижению потерь при хранении, обеспечению перерабатывающих предприятий высококачественным сырьем, а селекционных центров – высококачественным семенным материалом. Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. #НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке

- Создают технологии. Оценивают разные способы для возможного увеличения способности лесов поглощать углерод. - Создают мобильную обсерваторию на базе автомобиля высокой проходимости для маршрутных исследований углеродного баланса в степях, лугах и агроэкосистемах. Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Такая интеграция позволит быстрее внедрять перспективные методы в практику. Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. #НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки

Красноярский край — лидер в измерении парниковых газов Знаете ли вы, что Красноярский край играет одну из ключевых ролей в российской климатической науке? Наш регион — настоящий локомотив в системе мониторинга парниковых газов. Здесь расположено 5 измерительных станций из 22 российских. Почему это важно для каждого? Эти данные — не просто цифры для научных отчетов. Это основа для будущей низкоуглеродной экономики России. Они позволяют точно оценить, сколько наши сибирские леса реально поглощают углекислый газ, и использовать это для компенсации углеродного следа от промышленности, снижая углеродные налоги для наших предприятий. В 2021 году в рамках Научно-образовательного центра «Енисейская Сибирь» была создана лаборатория экспериментальной и прикладной экологии в Институте леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. Одна из ее главных задач — развитие и научно-техническое обеспечение системы инструментального мониторинга климатически активных газов в нашем огромном регионе. Гигантская сеть от 60-й до 73-й параллели Лаборатория собирает данные с помощью сети станций, развернутой по всему бассейну реки Енисей. Это две атмосферные обсерватории и сеть эколого-климатических станций. 1. Обсерватория «ZOTTO» (район п. Зотино). В основе инфраструктуры 300-метровая мачта, входящая в перечень Уникальных научных установок России. Она в круглогодичном режиме измеряет концентрации парниковых газов на высоте хорошо перемешанного пограничного слоя атмосферы. На такой высоте атмосфера выступает своеобразным интегратором глобальных биогеохимических процессов и регистрируемые углеродные сигналы усреднены для колоссальной территории — более 2.5 миллионов квадратных километров. Это как «сводный отчёт» по углероду всей Центральной Сибири. 2. Обсерватория «DIAMIS» на побережье Карского моря (район п. Диксон). Эта небольшая и наиболее логистически сложная станция также круглогодично получает данные, идущие с арктической тундры и Северного Ледовитого океана. Арктика — это «кухня погоды» и самый уязвимый с точки зрения изменений климата регион. Данные с этой точки бесценны сами по себе и существенно расширяют аналитический потенциал обсерватории «ZOTTO». Чтобы наполнить деталями «сводный отчёт» с большой мачты, нужно точно знать, сколько углерода поглощает и выделяет вся мозаика экосистем: сосновые леса, болота, лиственничники и другие. Для этого по всему бассейну реки Енисей была создана целая сеть так называемых эколого-климатических станций, в основе которых тоже мачты, но небольшие (чуть выше полога древостоя), и они точечно измеряют углеродный обмен между конкретной экосистемой и атмосферой. «Вся эта работа — часть государственной программы Консорциум «РИТМ углерода». Это проект национального масштаба по созданию единой сети мониторинга климатически активных веществ на территории РФ. И здесь Красноярский край — абсолютный лидер. Из 22 эколого-климатических станций по всей России, 5 находятся в нашем крае. Такого охвата нет ни в одном другом регионе страны. Этим можно и нужно гордиться. Это работа в экстремальных условиях. Наши ученые — настоящие герои. Добраться до станций в Игарке, Туре или Диксоне — целая экспедиция с перелетами на самолетах, переправами по реке и борьбой с суровой природой. Оборудование работает в сложных природно-климатических условиях и порой становятся объектом интереса для обитателей дикой природы. Там нет связи, все данные можно получить только на месте, поэтому необходимы присутствие и контроль специалистов, и конечно серьезное непрерывное финансирование» - комментирует заведующий лабораторией кандидат биологический наук Алексей Панов. Чем еще занимаются ученые в лаборатории: - Изучают Арктику. Измеряют, сколько климатически активных газов выделяется при деградации вечной мерзлоты, как на это влияет растительность и какие микробные сообщества в этом участвуют. - Исследуют роль природных пожаров и рубок. Наблюдают, как нарушения разного характера и их сочетания влияют на экосистемы и трансформируют углеродный баланс. Оценивают объемы выделения углеродсодержащих газов при пожарах.

Ученые накормили рачков микропластиком и посмотрели, что будет Красноярские ученые выяснили, что не весь микропластик одинаково опасен для водных обитателей. В эксперименте рачки охотно потребляли частицы, но большая часть пластика выводилась из их организма естественным образом и не наносила вреда. Существенный негативный эффект показал только один тип — полистирол. Для исследования использовали четыре самых распространенных типа пластика, полученные из обычных бытовых предметов: 🍴Полиэтилен (из полиэтиленовой трубки) 🍴Полипропилен (из пищевой упаковки) 🍴Поливинилхлорид - ПВХ (из ПВХ-панелей) 🍴Полистирол (из одноразовых стаканчиков) Только частицы полистирола в высоких концентрациях сокращали продолжительность жизни рачков и уменьшали их плодовитость. При этом важно, что эти концентрации в десятки тысяч раз превышают те, что обычно встречаются в природной среде. «Тему микропластика часто чрезмерно драматизируют. Наш эксперимент показал, что нельзя просто сказать «микропластик — это зло». Всё зависит от типа пластика, его концентрации и взаимодействия с другими загрязнителями. Жителю мегаполиса последнее чего стоит бояться — это микропластика. Выбросы от автотранспорта или промышленные стоки несут куда большую угрозу», — рассказывает руководитель работы Егор Задереев, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биофизики СО РАН. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, опубликовано в журнале Limnology and Freshwater Biology и представлено на 8-ой Международной Верещагинской Байкальской конференции.

Ученики красноярской базовой школы РАН заняли первое место на международной конференции В рамках VIII Международной Верещагинской Байкальской конференции в Иркутске прошла школьная секция, где по направлению "Молекулярная биология" ученики базовых классов РАН из гимназии 13 «Академ» Дик Дария, Деймунд Дарья и Полуян Роман заняли 1 место! Поздравляем победителей и их научного руководителя, кандидата биологических наук, Смольникову Марину Викторовну руководителя молекулярнно-генетической группы НИИ медицинских проблем Севера СО РАН. Такую возможность ребята базовой школы РАН получили, потому что стали ранее победителями Всероссийского конкурса «От школьника до ученого. Первые шаги», приняли участие в XXVIII молодежной конференции-конкурса в Красноярском научном центре СО РАН , а так же свой проект успешно защитили на программе «Сириус.Лето: начни свой проект». На конференции в Иркутске в школьной секции принимали участие около 80 участников из 10 субъектов РФ. Было сделано около 60 докладов и наши школьники показали высший уровень защиты своей генетической работы, сделанной с применением оборудования ФИЦ КНЦ СО РАН, расположенного в школьной лаборатории гимназии 13. Организаторы конференции, сотрудники Лимнологического института СО РАН, провели интересную экскурсию в Байкальский музей СО РАН, где живут нерпы, а также показали свои корабли, на которых они исследуют озеро Байкал. Ребята получили незабываемый опыт и яркие впечатления от поездки.

Новый штамм бактерий способен эффективно синтезировать биопластик из рыбных отходов Ученые из Красноярска выделили и идентифицировали бактерию, которая способна с рекордной эффективностью перерабатывать отходы рыбной промышленности в биопластик. Это решает сразу две проблемы: снижение загрязнения окружающей среды и производство «зеленой» альтернативы традиционному пластику. По результатам исследования получен Патент на изобретение. Получение биопластика из отходов техносферы — одно из перспективных направлений в борьбе с загрязнением планеты. Известно, что некоторые бактерии могут производить разлагаемые полимеры полигидроксиалканоаты, используя в пищу, в том числе, и отходы переработки рыбы. Однако эти штаммы обладают низкой эффективностью: медленно растут, плохо перерабатывают жир и выдают скромное количество конечного продукта. Ученые Красноярского научного центра СО РАН выделили штамм бактерий Cupriavidus necator, который превращает жировые отходы рыбопереработки в ценный биоразлагаемый пластик – аналог полипропилена. Бактерии эффективно перерабатывают более 80% жира, выделенного из отходов кильки и скумбрии, и производят до 70% биоразлагаемого пластика, что значительно эффективнее известных ранее микроорганизмов. Кроме того, ученые могут гибко управлять свойствами получаемого материала. Добавляя в питательную среду различные вещества, они «заставили» бактерий производить разные виды пластика: от высококристалличных термопластов до эластичных резиноподобных сополимеров, что расширяет потенциальную сферу их применения. «Этот штамм — не только решает проблему отходов, но и производит востребованный продукт — биоразлагаемые полимеры с заданными свойствами. Такие исследования — основа для создания принципиально новых, замкнутых производственных циклов, когда отходы одной отрасли становятся сырьем для другой. Внедрение такой технологии не только снизит стоимость производства «зеленого» пластика, но и создаст возможности для утилизации крупнотоннажных отходов рыбоконсервной промышленности с пользой, замыкая производственный цикл», — комментирует руководитель работы, доктор биологических наук Татьяна Волова, заведующая лабораторией хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики СО РАН. Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий, фото предоставлено КНЦ СО РАН. #НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки

Вычислительное моделирование: от квантовых частиц до больших данных Почти любая современная научная задача — создание нового сплава, прогноз распространения эпидемии, оценка изменения климата, поиск месторождений нефти или проектирование космического аппарата — не обходится без вычислительного моделирования. Это мощный инструмент, который позволяет воссоздать сложнейшие процессы на компьютере, чтобы понять их природу, спрогнозировать развитие и найти оптимальное решение. В России одним из ключевых центров компетенций в этой области является Институт вычислительного моделирования СО РАН (ИВМ СО РАН) в Красноярске. Институт с 50-летней историей (основанный в 1975 году как Вычислительный центр) сегодня является флагманом в области математического моделирования для разных секторов науки и экономики. Чем занимается институт? ИВМ СО РАН ведет работы в следующих направлениях: 1. Математическое моделирование природных, социальных и технологических процессов с применением суперкомпьютеров. 2. Теоретическое и экспериментальное обеспечение разработки перспективных космических технологий. 3. Создание информационно-управляющих систем на стыке анализа данных, геоинформатики и поддержки принятия решений. Этими направлениями занимаются восемь научных отделов института: от вычислительной физики и механики деформируемых сред до технологий мониторинга природной среды и прикладной информатики. Не теория, а практика: реальные кейсы Сила института — в умении применять фундаментальные исследования в решении прикладных задач. Это иллюстрируют следующие практические примеры. Сейсморазведка Сотрудники института работали с предприятием, создающим импульсные сейсмоисточники — альтернативу взрывным методам разведки полезных ископаемых. Задача состояла в математическом моделировании работы этих установок для повышения их эффективности и экологической безопасности. Космическое приборостроение Специалисты ИВМ решали задачи анализа и оптимизации тепловых режимов для космических аппаратов, включая вибрационные нагрузки. При выводе спутника на орбиту он подвергается колоссальным нагрузкам, а на орбите – перепадам температур в две сотни градусов. Поэтому важно смоделировать их воздействие, чтобы гарантировать сохранность оборудования и надежность его работы. Обработка big data Институт выполнял проект по анализу конфиденциальных данных нефтеразведки. Успешное решение задачи привело к предложению от промышленников создать на базе ИВМ до 200 рабочих мест для постоянной обработки подобной информации, что говорит о высоком уровне доверия к компетенциям красноярских ученых. Огромный объем работы направлен на сбор, обработку и использование для прогнозов больших данных в направлении экологии. Подготовка кадров и взгляд в будущее При ИВМ СО РАН уже несколько лет успешно работает Красноярский математический центр, ключевая задача которого — подготовка научных кадров высшей квалификации в области прикладной математики именно для реального сектора экономики. Институт вычислительного моделирования СО РАН — яркий пример того, как глубокие фундаментальные знания, помноженные на мощные вычислительные ресурсы и ориентацию на практику, позволяют решать задачи, определяющие будущее в разных областях: от медицины и экологии до космоса и высоких технологий. Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Такая интеграция позволит быстрее внедрять перспективные методы в практику. Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. Контакты Института: 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50, стр. 44 Тел.: +7 (391) 243-27-56 E-mail: sek@icm.krasn.ru Сайт: icm.krasn.ru/ #НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки