Лаборатория «Радиационные технологии»

Лаборатория открыта в 2021 году. В состав лаборатории входит 19 человек, из которых 6 являются студентами.

Лабораторией выполняется проект № FSRG-2021-0014 «Разработка и внедрение новых комплексных подходов исследования актуальных задач медицины, сельского хозяйства, промышленности, в том числе, обработки драгоценных камней, а также палеонтологии, биологии, вирусологии с применением методов спектроскопии, микроскопии и радиационных технологий».

Научными направлениями деятельности лаборатории являются фундаментальные исследования в области медицинской физики, в частности исследования по разработке новых методов диагностики и мониторинга лечения редких, сложно диагностируемых и онкологических заболеваний на основе их комплексного исследования, а также изучение воздействия ионизирующего излучения на организм человека и биологические объекты. По результатам работы разрабатываются новые подходы в диагностике и мониторинге эффективности лечения различных заболеваний, ведутся исследования, связанные с лучевой терапией пациентов с раком шейки матки и холодовыми травмами; исследования, связанные с методами комбинированной стерилизации биологических образцов (костных биоимплантатов), программным машинным распознаванием биологических микро– нано- объектов на основе изображений, получаемых с помощью методов интроскопии.

Руководитель лаборатории: Протопопов Федор Федорович - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры «Общая и экспериментальная физика» Физико-технического института СВФУ.

РИНЦ ID: 980211

WOS Research ID: R-6541-2019

Scopus Author ID: 56677813100

ORCID: 0000-0002-5554-7690

Результаты деятельности лаборатории за 2021 год:

Значимые публикации:

1. Mamaeva, S. N., Maksimov, G. V., Egorov, N. V., Antonov, S. R., Neustroev, E. P., Nikolaeva, N. A., Pavlov, A. N. Scanning electron microscope: A model for determining of main emission characteristics for the Schottky cathode in the mode of working with biological samples //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2021. – Т. 2328. – №. 1. – С. 040002.

2. Mamaeva, S. N., Kononova, I. V., Alekseev, V. A., Nikolaeva, N. A., Pavlov, A. N., Semenova, M. N., & Maksimov, G. V. Determination of Blood Parameters using Scanning Electron Microscopy as a Prototype Model for Evaluating the Effectiveness of Radiation Therapy for Cervical Cancer //International Journal of Biomedicine. – 2021. – Т. 11. – №. 1. – С. 32-38.

3. Alekseev R. Z., Golderova A. S., Mamaeva C. N., Platonova V. A., Markova O. G. Synovial Fluid in joint Patholgy by the Method of Scanning Electron Microscopy //Annals of the Romanian Society for Cell Biology. – 2021. – С. 1804-1812.

4. Кононова, И. В., Кириллина, М. П., Софронова, С. И., Мамаева, С. Н. Межрегиональный анализ заболеваемости раком шейки матки и смертности от него в сибирской части России (2008-2019 гг.) //Якутский медицинский журнал. – 2021. – №. 1. – С. 50-54.

5. Компьютерные программы с открытым кодом для анализа мазков шейки матки на онкоцитологию / И. В. Кононова, С. И. Софронова, М. П. Кириллина, С. Н. Мамаева // Современные проблемы науки и образования. – 2021. – № 5. – С. 80. – DOI 10.17513/spno.31115.

6. Мамаева С.Н. Семенов О. Исследование морфологии эритроцитов ц больных с раком шейки матки: методика машинного распознавания форм и размеров РЭМ-изображений// Заметки ученого. – 2021. – № 12-2. – С. 64-67.

7. Розанов, В. В., Матвейчук, И. В., Черняев, А. П., Николаева, Н. А., & Саввинова, Л. Н. Стратегия развития комбинированных радиационных технологий стерилизации костных имплантатов //Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2021. – Т. 85. – №. 5. – С. 745-748.

8. Ivanov, M. A., Fedotova, M. A., Protopopov, F. F., Leontyev, S. P. An investigation of impurity centers of gem quality natural diamonds by IR-spectroscopy //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2021. – Т. 2328. – №. 1. – С. 050013.

9. Мамаева С.Н. Радиационная биофизика: учебное пособие / Мамаева С.Н., Мусуралиева Г.Т., Николаева Н.А., Максимов Г.В. - Якутск: Издательский дом СВФУ, 2021. - 160 с.

Патенты:

Получен патент РФ № RU 2756246 C1 «Способ получения костного имплантата на основе стерильного костного матрикса»;

Подана заявка на патент № RU2019137275A «Способ определения микрокристаллов при различных формах артрита».

Сотрудничество с организациями в рамках научно-исследовательских направлений лаборатории:

• ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова»
• ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений»
• ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
• ГАУ РС(Я) «Республиканская больница №1 – Национальный медицинский центр»
• ГБУ РС(Я) «Республиканская больница №2 - Центр экстренной медицинской помощи»
• ГБУ РС(Я) «Якутский республиканский онкологический диспансер»
• ФГБНУ «Якутский научный центр комплексных медицинских проблем»
• ГАУ РС(Я) «Технопарк "Якутия»
• ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
• Министерство промышленности и геологии республики Саха (Якутия)
• Ювелирно-гранильный кластер «Технопарк» РС(Я)»
• ГБУ РС(Я) «Государственное хранилище ценностей Республики Саха (Якутия)»
• Публичное акционерное общество «Акционерная компания «АЛРОСА»
• ООО НПК «Эпл-Даймонд»

Лаборатория «Полимерные композиты для Севера» 

Лаборатория открыта в 2021 году. В состав лаборатории входит 20 человек, из которых 8 являются студентами.

Лаборатория выполняет проект FSRG-2021-0016 «Полимерные композиты для Севера», направленный на решение фундаментальной проблемы, связанной с разработкой полимерных нанокомпозитов герметизирующего и антифрикционного назначений для уплотнений подвижных сопряжений гидро- и пневмосистем арктической техники, работоспособных в широком диапазоне эксплуатационных воздействий и температур, в т.ч. агрессивных средах. Проект предусматривает системное экспериментальное и теоретическое исследование вязкоупругих и термомеханических свойств созданных ПКМ и моделирование их поведения методами механики деформируемого твердого тела на основе проведения серий испытаний образцов материалов по типовым и специально разработанным программам нагружений.

Основные направления исследований лаборатории:

• разработка нового поколения полимерных композиционных материалов, способных адекватно реагировать на внешние воздействия;

• выявление доминирующих механизмов кратковременного и длительного воздействия факторов климата на полимерные нанокомпозиты на основе политетрафторэтилена, сверхвысокомолекулярного полиэтилена и синтетических каучуков;

• экспериментальное исследование и математическое моделирование поведения разработанных полимерных нанокомпозитов при внешних климатических воздействиях;

• разработка, обоснование и приложения структурно-феноменологической модели прогнозирования механического поведения с целью оптимального выбора из существующих и создания новых материалов на основе полимеров для применения их в условиях Арктики;

• проведение натурных испытаний полимерных композиционных материалов в климатических условиях Республики Саха (Якутия) как заключительного этапа определения работоспособности разработанных материалов и оценки достоверности прогнозирования.

Руководитель лаборатории: Спиридонов Александр Михайлович - кандидат химических наук, доцент химического отделения Института естественных наук СВФУ.

РИНЦ ID: 691962

WOS Research ID: E-8050-2014

Scopus Author ID: 56707623500

ORCID: 0000-0001-6520-5785

Результаты деятельности лаборатории

Значимые публикации:

1. Kapitonov E.A., Petrova N.N., Mukhin V.V., Nikiforov L.A., Gogolev V.D., Le Shim E., Okhlopkova A.A., Cho J.-H. Enhanced Physical and Mechanical Properties of Nitrile-Butadiene Rubber Composites with N-Cetylpyridinium Bromide-Carbon Black // Molecules. – 2021. – Vol. 26. – №. 4. – P. 805.

2. Danilova S.N., Yarusova S.B., Kulchin Y.N., Zhevtun I.G., Buravlev I.Y., Okhlopkova A.A., Gordienko P.S., Subbotin E.P. UHMWPE/CaSiO3 Nanocomposite: Mechanical and Tribological Properties // Polymers. – 2021. – Vol. 13. – №. 4. – P. 570.

3. Spiridonov A.M., Sokolova M.D., Fedoseeva V.I., Nikiforov L.A., Okhlopkova A.A. Adsorption complexes ‘zeolite–cationic surfactant’: properties and surface activity in a polymer composite material based on ultra-high-molecular-weight polyethylene //Materials Today Chemistry. – 2021. – Vol. 20. – P. 100441.

4. Danilova S. N., Dyakonov A.A., Vasilev A.P., Okhlopkova A.A., Tuisov A.G., Kychkin A.K., Kychkin A.A. Effect of Borpolymer on Mechanical and Structural Parameters of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene //Nanomaterials. – 2021. – Vol. 11. – №. 12. – P. 3398.

5. Okhlopkova A.A., Danilova S.N., Dyakonov A.A., Vasilev A.P., Ivanov A.N., Sleptsova S.A. Polymer composite materials based on ultra-high molecular weight polyethylene // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2021. – V. 1060. – №. 1. – P. 012012.

6. Дьяконов А.А., Аммосов С.С., Тарасова П.Н., Охлопкова А.А., Слепцова С.А., Петрова Н.Н., Кычкин А.К., Кычкин А.А., Туисов А.Г. Исследование композиционных полимерных материалов армированных базальтовой тканью // Ползуновский вестник. – 2021. – №. 2. – С. 175-181.

7. Дьяконов А.А., Тапыев С.А., Охлопкова А.А., Слепцова С.А., Петрова Н.Н., Винокуров П.В., Кычкин А.К., Стручков Н.Ф. Исследование свойств эластомеров на основе комбинации изопренового и бутадиен-нитрильного каучуков // Южно-Сибирский научный вестник. – 2021. – №. 3. – С. 93-97.

8. Павлова Е.И., Стручкова Т.С., Васильев А.П., Охлопкова А.А. Исследование влияния талька на физико-механические и триботехнические свойства ПТФЭ // Южно-Сибирский научный вестник. – 2021. – №. 3. – С. 98-102.

9. Данилова С.Н., Ярусова С.Б., Буравлев И.Ю., Слепцова С.А., Игнатьева Е.Г., Ягофаров В.Ю., Гордиенко П.С., Охлопкова А.А. Модифицирование СВМПЭ волластонитом, синтезированным из отходов борного производства // Полимерные материалы и технологии. – 2021. – Т. 7. – №. 1. – С. 71-82.

10. Абакунова Е.В., Данилова С.Н., Слепцова С.А., Охлопкова А.А. Полимерные композиционные материалы на основе ПТФЭ, наполненные модифицированным монтмориллонитом // Южно-Сибирский научный вестник. – 2021. – № 6. – С. 113-118.

11. Слепцова С.А., Ушканов А.А., Горохова С.В. Разработка фторопластовых композитов, армированных волокнами на основе базальта // Ползуновский вестник. – 2021. – №. 4. – С. 110-114.

12. Стручкова Т.С., Васильев А.П., Охлопкова А.А., Алексеев А.Г. Исследование влияния талька и технического углерода на структуру и свойства политетрафторэтилена // Полимерные материалы и технологии. – 2021. – Т. 7. – №. 4. – С. 39-49.

13. Sleptsova S.A., Okhlopkova A.A., Kapitonova Iu.V., Lazareva N.N., Vasiliev A.P., Nikiforov L.A., Tarasova P.N., Laukkanen S. Effects of Surface Reactions during Friction on Tribological Characteristics of PTFE-Muscovite Composites // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2021. – V. 1060. – №. 1. – P. 012020.

14. Sleptsova S. A., Laukkanen S., Tarasova P. N. Properties and Structure of the Friction surface of PTFE/Layered Silicate Composites //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2021. – V. 1079. – №. 4. – P. 042033.

15. Ушканов А.А., Слепцова С.А., Горохова С.В. Разработка фторопластовых композитов, армированных волокнами на основе базальта // Ползуновский вестник. - 2021. - №. 4. - С. 110‒114.
    

Получены свидетельства РФ на зарегистрированные базы данных:

№ 2021622663 База данных результатов исследований физико-механических характеристик полимерных композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена

№2021622725 База данных результатов исследований деформационно-прочностных характеристик полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена

№2021623180 База данных изображений надмолекулярной структуры полимерных композиционных материалов и полимеров

В рамках научно-исследовательских направлений лаборатория сотрудничает со следующими организациями:

• Институт проблем нефти и газа СО РАН (г. Якутск)

• Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (г. Новосибирск)

• Институт катализа СО РАН (г. Новосибирск)

• Институт неорганической химии СО РАН (г. Новосибирск)

• Институт полупроводников СО РАН (г. Новосибирск)

• Институт химии ДВО РАН (г. Владивосток)

• Институт элементоорганических соединений РАН (г. Москва)

• Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН

• Всероссийский НИИ синтетического каучука (г. Санкт-Петербург)

• Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси (г. Гомель)

• Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси (г. Минск)

• МГУ им. М. В. Ломоносова (г. Москва)

• Алтайский ГУ (г. Барнаул)

• Сургутский ГУ (г. Сургут)

Лаборатория «Вычислительные технологии моделирования многофизичных и многомасштабных процессов криолитозоны» 

Лаборатория открыта в 2021 году.

Коллектив лаборатории состоит из 17 человек, шестеро из которых являются студентами. Также в состав коллектива входят ученые: профессор Ялчин Эфендиев,  директор Института научных вычислений Техасского агро-механического института США, профессор Петр Николаевич Вабищевич, заведующий лабораторией ИБРАЭ г. Москва и профессор Василий Иванович Васильевич, заведующий кафедрой «Вычислительные технологии» ИМИ СВФУ. Под их научным наставничеством будет функционировать данная лаборатория.

Деятельность лаборатории направлена на формирование теоретико-вычислительных основ эффективного проведения междисциплинарных исследований, а именно - разработке современных инновационных вычислительных технологий компьютерного моделирования с важными приложениями к актуальным проблемам северных и арктических территорий РФ. Научное направление работы лаборатории соответствует приоритетному направлению Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации - созданию и развитию центров по математическому моделированию, вычислительной математике и высокопроизводительным вычислениям и будет способствовать развитию научно-технического комплекса в целом, а также обеспечит достижение указанных выше целей Стратегии НТР РФ.

Выполняемый лабораторией проект FSRG-2021-0015 «Математическое моделирование актуальных задач Севера» объединяет несколько взаимосвязанных математических дисциплин, которые направлены на разработку передовых методов для решения задач из нескольких прикладных областей. Основная из них – разработать, проанализировать и реализовать вычислительные методы для решения актуальных практических задач, возникающих при освоении и эффективном использовании Арктических территорий.

Цель - проведение современных проблемно-ориентированных фундаментальных научных исследований по вычислительным технологиям для их применения при научно-техническом сопровождении технологических проектов научно-образовательного центра на основе методов компьютерного моделирования, вычислительной математики и машинного обучения.

Направления проекта:

1. Многомасштабные прикладные математические модели;

2. Технологии машинного обучения и искусственного интеллекта;

3. Вычислительные технологии математического моделирования;

4. Разработка прикладного программного обеспечения
   

Проект представляет важный шаг на пути к разработке надежных и эффективных программных продуктов решения сложных задач, косвенно и прямо связанных со строительством в регионе Арктики (для преобладает вечномерзлый грунт).

Актуальность проекта обусловлена разработкой новых современных программных продуктов для решения прикладных задач Арктики и Крайнего Севера. Программный продукт позволит моделировать состояние мерзлых грунтов при строительстве, чтобы избежать катастроф в будущем.

Руководитель лаборатории: Степанов Сергей Павлович - кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, лауреат государственной премии Республики Саха (Якутия) в области науки и техники для молодых ученых и специалистов;  награжден нагрудными знаками «Надежда Якутии» и «Молодой ученый».

Материально техническая база лаборатории: Вычислительный центр DGX Station A100.

Результаты за 2021 год:

Публикации:

1. Ammosov D. et al. Generalized Multiscale Finite Element Method for piezoelectric problem in heterogeneous media //Engineering Analysis with Boundary Elements. – 2022. – Т. 135. – С. 12-25.

2. Grigoriev V. V., Iliev O., Vabishchevich P. N. On Parameter Identification for Reaction-Dominated Pore-Scale Reactive Transport Using Modified Bee Colony Algorithm //Algorithms. – 2021. – Т. 15. – №. 1. – С. 15.
   

Защищена  диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук:

мл.науч.сотр. Алексеев Валентин Николаевич, тема:  «Многомасштабные методы для задач течения и переноса в неоднородных средах».

Разработка прикладного программного обеспечения:

1. ArcticExpert – программа по прогнозированию угроз, связанных с подвижностью грунтов из-за деградации (таяния) мерзлоты.