Сделано в России: суперпрочный металл, куртка для -70°C и другие изобретения января

На заглавном фото — телефонный комплекс, разговор через который шифруется с помощью квантово-защищённых ключей. Перехватить информацию, переданную по такой связи, невозможно. В 2021 году на территории МГУ появится полноценная линия квантовой связи — её уже начали выстраивать.

В январе были и другие важные события в российской науке и промышленности. Я отобрал те, которые показались мне наиболее интересными и способными принести пользу прямо сейчас или в ближайшем будущем.

💡 Это материал из цикла «Сделано в России 🇷🇺», в котором описываются главные отечественные изобретения, а также важные события в различных областях науки и промышленности России.

Учёные НИТУ «МИСиС» в несколько раз увеличили прочность металлов для машиностроения

Российские специалисты совместно с французскими коллегами объединили две технологии обработки металлов, которые ранее считались несовместимыми. Благодаря этому удалось добиться многократного увеличения полезных свойств материалов.

Для повышения прочности и плотности металла используется метод горячего изостатического прессования (ГИП). Однако ранее его не получалось использовать при обработке материалов, получаемых с помощью холодного газодинамического напыления. Эта технология становится одной из ключевых в авиа- и автомобилестроении, электротехнике и медицине, так как позволяет создавать уникальные изделия с заданной структурой.

Учёным НИТУ «МИСиС» удалось найти параметры обработки металлов, которые сочетают преимущества обеих технологий. Благодаря новому подходу пористость материалов уменьшилась более чем в 2 раза, прочность на сжатие выросла на 25 %. Но главное — увеличение прочности на разрыв. Для нержавеющей стали и чистого титана удалось добиться почти семикратного улучшения, для сплава титана и алюминия Ti6AL4V зафиксирован рост прочности в 28 раз.

В МГУ запустили линию защищённой квантовой связи

Квантовая телефония позволяет обмениваться голосовыми сообщениями и файлами, а также совершать видеозвонки по протоколу, который гарантирует полную конфиденциальность. Новая линия свяжет 20 абонентских пунктов на территории МГУ. Максимальное расстояние между объектами — 50 км.

Система уже несколько раз подтвердила свою работоспособность. В 2017 году прошли испытания на оптической линии МГУ, в 2019 году был организован защищенный сеанс связи между Центром квантовых технологий МГУ и офисом компании «ИнфоТеКС».

Конфиденциальность разговоров гарантируется симметричным шифрованием сетевого трафика между абонентами с использованием протокола квантового распределения ключей. Он основан на фундаментальном принципе квантовой физики — фотон невозможно измерить без изменения его состояния. Если злоумышленник попытается перехватить фотоны, из которых должен сформироваться квантовый ключ, их изначальные состояния изменятся. Протокол обнаружит эти изменения и не будет использовать такие фотоны для создания квантового ключа.

В Санкт-Петербурге разработали куртку для 70-градусных морозов

Петербургские учёные предложили новую технологию создания зимней одежды, основанную на использовании электроподогрева. Главный секрет в ткани. На текстиль нанесли особую пасту из мелкодисперсного графита и углеродных нанотрубок. Она способна нагреваться при подключении к электричеству.

Заряжать куртку можно с помощью пауэрбанка. Одного заряда хватает на 6 часов при температуре до -70 °C. Внешне обработанный текстиль не отличается от обычной ткани — его можно сминать и стирать. В планах у разработчиков расширение линейки одежды. Вскоре можно будет приобрести брюки, перчатки и другие аксессуары, которые помогут перенести холод.

В Челябинске создали браслет для мониторинга пациентов с COVID-19

Новое устройство в режиме реального времени выявляет ключевые симптомы коронавирусной инфекции. Прибор оснащён датчиками, которые:

• измеряют температуру тела;
• снимают кардиограмму;
• следят за уровнем кислорода в крови;
• регистрируют активность нервной системы.

На основании полученных данных устройство определяет, как протекает заболевание. Эту информацию можно удалённо передавать медикам.

В ближайшие полгода разработчик планирует добавить в браслет систему искусственного интеллекта, способную прогнозировать критические скачки напряжения нервной системы, давления, будущие нарушения сердечного ритма.

В Новосибирске придумали, как безопасно перерабатывать использованные защитные маски

Сибирские учёные разработали установку, которая перерабатывает средства индивидуальной защиты в топливо и строительные материалы. Сейчас это особенно важно, учитывая количество использованных медицинских масок. Входящий в их состав полипропилен разлагается не менее 500 лет, поэтому нужно найти новые методы переработки.

В Новосибирске запустили экспериментальную установку на основе плазмотрона. Использованные маски в этой «печи» обрабатываются струёй плазмы при температуре 1300 °C. Без кислорода нет процесса горения, а в результате переработки получаются два компонента — синтез-газ и остеклованный шлак.

Синтез-газ можно применять в энергетике или для нужд химической промышленности, синтезируя из него метанол для производства синтетического топлива. Остеклованный шлак востребован в строительстве — из него изготавливают тротуарную плитку, дорожное покрытие, материалы для фасадов зданий.

Учёные из Санкт-Петербурга улучшили систему редактирования генома

Специалисты СПбПУ совместно с коллегами из Бельгии научились доставлять

к органам и тканям генетический материал разной структуры и размера. Это поможет устранять дефекты ДНК и лечить пациентов — в том числе от онкологических заболеваний.

Обычно в медицинских целях подобные носители используются для доставки конкретных генетических материалов. При попадании в организм они заставляют клетки совершать определённые действия — например, обучают иммунную систему бороться с вирусами. Теперь же учёные создали универсальные контейнеры. Это позволит ускорить внедрение новых лекарственных средств, так как избавит от необходимости каждый раз создавать подходящий носитель.