В рамках VII Международного форума технологического развития и выставки «Технопром» прошла панельная сессия по современным синхротронным технологиям.

Руководитель проектного офиса Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» — ЦКП СКИФ — кандидат физико-математических наук Яков Валерьевич Ракшун рассказал представителям различных научных и промышленных отраслей о принципиальном устройстве работы синхротрона и отметил, что переход от третьего к четвертому поколению повлечет прежде всего повышение яркости и пространственной когерентности излучения с его фокусировкой на площади до порядка 10 квадратных нанометров. 

Яков Ракшун – руководитель проектного офиса ЦКП «СКИФ»

Яков Валерьевич подробно остановился на некоторых задачах специального характера, которые могут быть решены с использованием источника синхротронного излучения. «В частности, это обеспечение информационной безопасности глубокого уровня путем изучения уязвимости микросхем, — уточнил выступающий, — исследования высокоэнергетических веществ и быстропротекающих процессов, особые разделы материаловедения, изучение биологических объектов высокой степени опасности». Яков Ракшун привел пример важного для всего человечества открытия: «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии “Вектор” в Кольцово первым в мире разработал эффективную вакцину против лихорадки Эбола. Но не все знают, что это стало возможным после исследований с использованием источника синхротронного излучения — правда, американского. Теперь и Россия сможет получить такой инструмент».

Тему биомолекулярного анализа и конструирования развил заместитель директора Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН кандидат химических наук Владимир Васильевич Коваль. Он привел данные журнала Structure за 2019 год, согласно которым за последние семь лет на рынок вышло 210 новых лекарств, 94 % которых получено на основе знаний в области структурной биологии. «Определение 3D-структуры сложных биомолекул с точностью до атома позволяет создавать искусственные терапевтические молекулы», — пояснил В. В. Коваль. «Актуальным осенним примером» он назвал тамифлю. Действие этого противогриппозного препарата основано на эффекте подавления нейраминидазы — белка, ответственного за проникновения вируса в клетку. Ингибитор был подобран после исследований на источнике синхротронного излучения SSRL в американском Стэнфорде. «Искренне надеемся, что нам удастся построить СКИФ и запустить станцию первой очереди “Микрофокус”, — сказал ученый. — Ее специфика заключается в минимальной толщине пучка, в пять—семь микрон, что отличает нас от других пользователей, у которых пучки могут быть сантиметрового диаметра».

Не менее сложными, чем биомолекулы, объектами анализа и инжиниринга являются катализаторы — многокомпонентные и многофазные наноструктурированные вещества с низкой концентрацией активного компонента. «Они лежат в основе более 90 % технологий нефтепереработки, нефтехимии, энергетики, металлургии и других отраслей, — напомнил заместитель директора ФИЦ “Институт катализа СО РАН” доктор химических наук Олег Николаевич Мартьянов. — Проблема создания катализаторов, максимально эффективных и экономичных, с пониженным содержанием драгметаллов, решается путем точного структурирования на атомарном уровне, для чего в нашем институте используются шесть рентгеновских синхротронных методов». Ученый информировал, что сразу три станции первой очереди сибирского синхротрона планируется применять для расширения диапазона этих методов. «СКИФ — это не самоцель, а мощный универсальный инструмент развития технологий», — подытожил химик.

Олег Мартьянов – заместитель директора по научной работе Федерального исследовательского центра «Институт катализа СО РАН»

Его тезис развил Дмитрий Борисович Стёпкин, директор блока «Корпоративный НИОКР» в «СИБУР Холдинг». «Трудно найти предмет, который не содержит полимеров, являющихся продуктами нефтехимии, а она в свою очередь полностью зависит от катализаторов, — поделился выступающий. — Направление, о котором говорил Олег Мартьянов, — задача колоссальной важности. Все крупные химические компании мира прибегают к данным, полученным на синхротроне. Соответственно, проект источника СКИФ, разработанный в Новосибирске, имеет огромную важность для химической промышленности России».

«Калейдоскопическим докладом» назвал свое выступление заместитель директора Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН доктор химических наук Данил Николаевич Дыбцев, поскольку синхротронное излучение позволяет решать научные и научно-технологические проблемы в очень широком спектре. В качестве примеров ученый назвал изучение фазового состава примесных компонентов (со включением драгметаллов) сульфидных руд, сорбции двуокиси углерода пористыми полимерами и строения многослойного фторированного графена.

Заместитель руководителя проектного офиса СКИФа доктор физико-математических наук Ян Витаутасович Зубавичус дал общую картину научного и научно-технологического инструментария, создаваемого на базе источника излучения. «Первая очередь состоит из шести рабочих станций, часть которых включает три-четыре автономные секции, — рассказал физик. — В целом это даст до 50 исследовательских инструментов, список которых утвержден научно-консультативным советом ЦКП в мае этого года».

Ян Зубавичус – заместитель руководителя проектного офиса ЦКП «СКИФ»

Ян Зубавичус коснулся и второй очереди СКИФа: «Состав станций еще формируется, и есть вакантные места для включения тех или иных функционалов». При этом ученый назвал места невакантные: однозначно решено строить образовательные станции Новосибирского государственного университета и Новосибирского государственного технического университета, а также станцию вирусологического профиля совместно с ГНЦ ВБ «Вектор». Ученый анонсировал также создание в рамках второй очереди СКИФа блока «Методическое развитие» для свободных исследований и проверки научных гипотез. «Источников такого типа в мире еще нет, мы можем стать лидером», — считает Ян Зубавичус.

«СКИФ — это редкий случай, когда нам никого не нужно “догонять и перегонять”, — резюмировал Яков Ракшун. — У Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН есть все технологии и компетенции для изготовления машины с параметрами мирового уровня».

Источник: «Наука в Сибири»

Фото Юлии Поздняковой, «Наука в Сибири»