«Необходимость — мать всех изобретений»

Сразу четыре разработки молодых ученых НГТУ им. Алексеева получили в этом году грантовую поддержку в рамках Президентской программы. В конкурсе на соискание премии Нижегородской области имени Ивана Кулибина нижегородский политех удостоен сразу пяти наград. Логичным результатом такой изобретательской активности стало существенное укрепление позиций в группе лидеров соответствующего федерального рейтинга. Расскажем об изобретениях, сделанных в нижегородском политехе, подробно.

«Тяжелая» нефть

Одним из победителей конкурса «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы стал проект четырех молодых ученых под руководством кандидата технических наук, доцента кафедры «Технология электрохимических производств и химия органических веществ» Евгения Титова.

Они предложили нетрадиционную технологию глубокой переработки тяжелых нефтяных фракций, над которой в НГТУ работали уже несколько лет. Цель новой технологии — быстрее и дешевле получить легкие бензины, водород, ацетилен, этилен и другие углеродные материалы. С учетом того, что во всем мире месторождения высококачественной легкой нефти истощаются, в будущем для производства бензина, вероятнее всего, будет использоваться, так называемая «тяжелая» нефть с высоким содержанием примесей азота, кислорода, серы и металлов.

Группа Евгения Титова предложила воздействовать на «тяжелую» нефть низкотемпературной неравновесной плазмой. Это позволяет спровоцировать реакции, в результате чего «тяжелая» нефть разбивается на фракции. Важно, что происходит это при относительно низких температурах и небольшом давлении, что позволяет этому процессу быть конкурентным по сравнению с традиционными методами крекинга нефтяных остатков.

Грантовая поддержка позволит ученым разработать подробную технологию плазмохимического крекинга и определить оптимальные условия его проведения.

«Зеленая химия»

В числе удостоенных гранта Российского научного фонда также проект старшего научного сотрудника, доцента кафедры «Нанотехнологии и биотехнологии», кандидата химических наук, матери троих детей Ольги Казариной.

Тема её работы: «Operando in situ спектроскопия для изучения механизмов абсорбции углекислого газа жидкими эвтектическими смесями — ключ к прогнозированию и моделированию новых эффективных сорбентов CO2».

Основной целью проекта является разработка эффективного метода выделения углекислого газа — одного из основных определяющих факторов глобального потепления. Эта разработка отвечают всем требованиям «зелёной химии», что сейчас является очень актуальной темой, — говорит ректор НГТУ, доктор технических наук, профессор Сергей Дмитриев.

Еще одну разработку для «зеленой химии» представила старший научный сотрудник Дзержинского политехнического института НГТУ, кандидат химических наук Мария Савинова.

Грант в размере 3 млн рублей, который она получила в рамках Президентской программы, пойдет на реализацию части большого комплекса исследований по созданию новых «умных» полимерных материалов. Исследования проводятся на кафедре «Химические и пищевые технологии» ДПИ НГТУ под руководством доктора химических наук профессора Олега Казанцева.

Задача — создать научную основу для разработки синтетических катализаторов нового типа для нескольких реакций органического синтеза, связанных с выделением воды. Новые полимеры будут схожи с ферментами по принципу действия, экологичности и энергосбережению, а основанные на их применении технологии должны соответствовать принципам «зеленой химии».

Это научное направление возникло в 90-е годы. Новые схемы химических реакций призваны кардинально сократить влияние на окружающую среду крупнотоннажных химических производств, что особенно актуально для Дзержинска. Сейчас ученые стараются вдумчиво отбирать исходные материалы и применять такие схемы, при которых исключается использование вредных веществ. Как следствие происходит снижение затрат из-за того, что не приходится утилизировать и перерабатывать вредные побочные продукты. В итоге мы получаем более экологичное и экономичное производство, — поясняет Сергей Дмитриев.

Тренировка для робота

«Если долго мучиться — что-нибудь получится» — эта старая поговорка как нельзя лучше отражает процесс выработки мышечной памяти. Именно так отрабатывают свои удары, например, баскетболисты. Совершая множество повторяющихся однородных движений, со временем они добиваются повышения точности попаданий в кольцо.

Аналогичный принцип тренировки доцент кафедры прикладной математики Арзамасского политехнического института НГТУ Юлия Емельянова решила применить к роботам.

Ее проект, который также получил грантовую поддержку, называется «Управление с итеративным обучением реконфигурируемыми системами».

Сейчас в России задачами управления с итеративным обучением занимается единственная научная группа под руководством доктора физико-математических наук профессора Павла Пакшина, и результаты этой работы уже получили международное признание.

Проект Юлии Емельяновой посвящен разработке новых методов и алгоритмов управления с итеративным обучением в условиях, которые сейчас выдвигают большинство современных производств. Важно, чтобы алгоритмы управления легко и без потери точности перестаивались в зависимости от требований технологического процесса. Актуально такое требование также при кибератаках. Использоваться эта разработка может в медицине, когда необходимо перестраивать роботизированные установки в зависимости от возможностей пациента, а также на конвейерах промышленных предприятий, в транспортных системах и в других областях науки и техники.

Новые «Кулибины»

14 июля состоялась церемония награждения победителей XIV конкурса объектов интеллектуальной собственности премии имени И.П.Кулибина. На этот конкурс, который призван стимулировать создание новых научно-технических и творческих разработок, ежегодно подают заявки около 100 изобретателей. НГТУ им. Р.Е. Алексеева участвует в конкурсе регулярно, но в этом году впервые получил сразу пять наград:

I место в номинации «Лучшее изобретение года в сферах машиностроения, транспорта и энергетики» - патент «Плавучая волновая электростанция»;

II место в номинации «Лучшее изобретение года в сферах машиностроения, транспорта и энергетики» - патент «Эвакуационная люлька для выноса детей-младенцев из зоны пожара»;

II место в номинации «Лучшее изобретение года в сферах машиностроения, транспорта и энергетики» - патент «Универсальный тиристорный регулятор величины вольтодобавочного напряжения»;

II место в номинации «Лучшее изобретение в сферах приборостроения электроники и связи» - патент «Способ определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью»;

III место в номинации «Лучшая полезная модель года» — патент «Электро-механический привод координатных перемещений дополнительного органа с линейным и вращательным движением».

Логичным итогом такой научной продуктивности нижегородского политеха стал взлет сразу на 11 пунктов в рейтинге изобретательской активности российских университетов. Такой рейтинг ежегодно составляет аналитический центр «Эксперт», и он, по мнению профессионалов, является одним из эффективных инструментов бенчмаркинга научной продуктивности отечественных вузов.

Среди 98 вузов, чью изобретательскую активность оценивал «Эксперт», НГТУ занял место в группе 18-23. Для сравнения, в 2020 г. это была группа 29-31.

Добавим также, что НГТУ в этом году вновь вошел в топ-100 Национального рейтинга университетов, который составлен Международной информационной группой «Интерфакс» на основе анализа деятельности 687 образовательных организаций. НГТУ им. Р.Е. Алексеева занял в списке 68 позицию, поднявшись на шесть пунктов.