Итоги года для красноярской науки: 2014

Ура, ура, подводим традиционные итоги года для красноярской науки. Итоги традиционные и подход традиционный. Смотрим сколько статей написали красноярские ученые и выбираем самых самых. Только хардкор, только статьи в приличных научных журналах – именно такой подход мы исповедуем уже седьмой год подряд. Поэтому никаких российских электронных научных библиотек и прочих прибежищ неизвестной в цивилизованном мире местечковой научной литературы.

Web of Science

База данных Web of Science на сегодня включает в себя 7 899 журналов. Приличная выборка для того, чтобы найти себе тематический журнальчик и пообщаться с научным миром. Опережаю возмущенных патриотов, в мае 2012 года Президент Российской Федерации, чье имя можно не называть, издал указ «О мерах по реализации государственной политики в области образования и науки», в котором обязал правительство РФ обеспечить, далее цитирую: «увеличение к 2015 году доли публикаций российских исследователей в общем количестве публикаций в мировых научных журналах, индексируемых в базе данных «Сеть науки» (WEB of Science), до 2,44 процента». Так что публикация своих результатов в журналах, не индексируемых международными базами данных, прямое нарушение, и можно сказать неподчинение, государственной политики.

К концу декабря красноярские ученые наваяли 428 статей. Сравнивать с прошлыми годами пока рано, базы индексируются с опозданием. К маю будет понятно, продолжается ли рост красноярской науки, который начался в начале 2000-ых, или нет.

Начнем с самых активных организаций. Здесь трудно ожидать изменения привычной картины. Красноярский научный центр и Сибирский федеральный университет (научно оплодотворяя друг друга) производят примерно 85% научной продукции в крае. Аэрокосмический, Медицинский и Технологический университеты цепляются за пятерку лучших редкими, но иногда довольно меткими (в плане уровня работ) публикациями.

Самые популярные у красноярских ученых журналы – российские. Почти 20% всех статей опубликовано лишь в 5 журналах. Популярность журналов хорошо смотреть в соседстве с популярностью научных направлений. Физика и химия лидируют, как и в прошлом году, а на третье место в этом году вырываются науки о материалах. Экологи и инженеры гордо замыкают пятерку лидирующих направлений.

В этом году случилось чудо. Сменился многолетний лидер в конкурсе самый плодовитый ученый года. Первое место, став соавтором 28 (!) научных статей, захватил физик Максим Молокеев. Кстати, Максиму всего 33 года, по официальным меркам он молодой ученый. Подрастает новое поколение. Второе и третье места делят физики Сергей Овчинников и Ирина Гудим (по 15 статей). На четвертом-пятом химики Сергей Кирик и Любовь Денисова (по 14 статей).

В прошлом году мы разработали рецепт написания популярной научной статьи. Один из ингредиентов это наличие иностранных соавторов. Посмотрим на самые популярные страны, с которыми сотрудничали красноярские ученые. США, Германия, Китай, Тайвань и Украина. Воздержимся от политически окрашенных комментариев. Хотя, наука вне политики, что еще можно сказать, глядя на этот список.

Заключительная, и главная, часть нашего ежегодного рейтинга – самые лучшие статьи красноярских ученых.

Светящиеся черви

Лидируют в этом году светящиеся черви из сибирской тайги. Красноярские биофизики вместе с московскими биохимиками расшифровали структуру и провели полный синтез новой светящейся молекулы — люциферина. Это соединение отвечает за свечение крошечных червей, живущих в сибирской тайге. Один червь весит всего два миллиграмма. В одном грамме биомассы червей содержится около 0.1 микрограмма светящегося вещества. Милая история о том, как Валентин Петушков с Натальей Родионовой несколько лет собирали в тайге крошечных червей, обошла все российские научно-популярные СМИ. За несколько лет работы ученым удалось собрать в тайге несколько десятков тысяч червей и выделить из них 5 микрограмм люциферина. Этого количества хватило для определения структуры вещества и последующего синтеза в лаборатории. Примечательно, что система свечения сибирских таёжных червей отличается от близких к ним видов. То есть, получено не просто «еще одно светящееся вещество», а сделан шаг к расшифровке новой светящейся системы. Кроме того, полученная молекула проста в химическом синтезе, исключительно стабильна и не токсична, что открывает широкие возможности для ее использования в прикладной биолюминесценции.

Перовскит

Дальше история про перовскит. Вряд ли вы знакомы с этим минералом (да, это минерал, лично я услышал про него впервые). Открыт он был еще в 1839 году в Уральских горах, назван в честь графа-коллекционера Льва Перовского. Мы про него не слышали, а вот, например, журнал Science назвал прорывом года использование перовскитов в солнечных батареях. Большое количество соединений сейчас называют перовскитами – их объединяет похожая кристаллическая структура. Приложений у перовскитов много: катализаторы, высокотемпературные сверхпроводники, магнитные материалы. Всему виной кристаллическая структура – кубики, в которых по углам сидят атомы кислорода, а в центре и на гранях другие соединения, которые можно тусовать с места на место и получать разные свойства.

Введение затянулось. Пора переходить к статье. Красноярские химики и физики исследовали перовскит из стронция, гадолиния (есть и такой элемент в таблице Менделеева), кобальта и, конечно же, кислорода. Минерал нагревали и охлаждали при разных температурах и с разной скоростью и проверяли, как он будет сжигать метан. Строго говоря, исследованные реакции правильно называть каталитической активностью. Изученный перовскит из стронция, гадолиния и кобальта при разных состояниях кристаллической решетки (атомы в кубиках упорядочены по-разному) обладает разной каталитической активностью. То есть ученые изучили в каком состоянии его можно использовать как более эффективный катализатор.

Диагностика рассеянного склероза

Следующий результат опять про свечение. Теперь про использование светящихся молекул, которые открыли и научились получать в лаборатории относительно давно (несколько лет назад). Красноярские и новосибирские ученые разработали метод для диагностики рассеянного склероза.

Рассеянный склероз – тяжелое хроническое аутоиммунное заболевание центральной нервной системы, лабораторного теста для выявления склероза не существует. Чтобы понять принцип действия предложенного метода надо знать, что для рассеянного склероза характерно присутствие в организме определенных химических соединений — антител. Ученые предложили использовать для диагностики специально сконструированные биосенсоры, которые состоят из двух соединений — молекулы (аптамера), способной узнавать антитела специфичные для рассеянного склероза и светящегося белка, ранее выделенного из морской медузы обелии. При анализе препаратов из крови пациентов в случае наличия рассеянного склероза аптамер встречается с типичным для склероза антителом и биосенсор генерирует световой сигнал. С помощью такой конструкции можно достаточно быстро, просто и дешево определять развитие заболевания на ранних стадиях.

Правда, пока это лишь результат на лабораторном столе, до применения в клинике он должен пройти многочисленные проверки.

Водородная корона в системе Кеплер-11

Еще каких-то тридцать лет назад люди только предполагали наличие планет рядом с другими звездами. За последние десять лет астрономам удалось достоверно зафиксировать наличие примерно двух тысяч экзопланет (экзопланета – планета вне солнечной системы). Конечно во вселенной миллиарды планет, но наши приборы и умения пока позволяют обнаружить лишь единицы из них. Даже к этим единицам пристальное внимание. Если они находятся на подходящем расстоянии от своей звезды и имеют подходящие плотность и размер (сравниваем с Землей, антропоцентризм), то можно говорить о двойниках нашей планеты с возможной и близкой к нам жизнью.

В статье группы астрофизиков с участием Николая Еркаева из Красноярска представлены оценки потери ионов водорода атмосферой планет в системе Кеплер-11. Желтый карлик Кеплер-11 находится на расстоянии 2 000 световых лет от Солнца. Вокруг него вращается как минимум 6 планет. Для того, чтобы на планете была жизнь похожая на земную, там должны быть атмосфера и вода. Для этого (среди прочих факторов) на планете должно быть не слишком много и не слишком мало водорода. Водород может улетать из атмосферы в космос, а может, наоборот, удерживаться притяжением планеты. Проблема в том, что если лишний водород не улетит от планеты, то атмосфера будет слишком плотной, а давление на поверхности, соответственно, слишком высоким.

Статья, которую мы выделили, как раз и описывает процесс формирования водородной короны вокруг пяти планет в системе Кеплер-11. Ученые приводят расчеты скорости утечки водорода за счет двух процессов — нагревания атмосферы и ее взаимодействия с солнечным ветром. Надежда на то, что солнечный ветер может унести большое количество ионов водорода не оправдалась. Скорее всего, вокруг так называемых сверхземель в системе Кеплер-11 очень, очень, очень много водорода…. Впрочем, в этой истории меня больше всего вдохновляет тот факт, что в Красноярске есть ученый, который может рассчитать атмосферные процессы протекающие на расстоянии 2000*365*24*60*60*300 000 (перемножьте сами) = километров от нашего Солнца.

Климат Хакасии

Завершает наш хит парад статья про Хакасию. Степи, древние могилы, соленые озера – кто не любовался летом этими пейзажами Минусинской котловины? Ученые из Красноярска, Томска и США решили посмотреть, как влиял климат последних 10 000 лет на растительность и жизнь в Хакасии. Гипотеза очень простая – в не такой далекой древности (не будем же мы считать древностью несколько тысячелетнюю давность) человек очень сильно зависел от климата. Два возможных варианта образа жизни на территории Минусинской котловины, в зависимости от климата, это кочевое скотоводство или оседлое земледелие.

Ученые извлекли два 4-х метровых керна (вертикальная трубка) со дна двух небольших озер (Дикое и Кутужековое) и исследовали в них состав пыльцы растений. Четыре метра донных осадков это примерно восемь-десять тысяч лет истории. По пыльце растений обнаруженной на разной глубине донных осадков можно определить виды, которые росли в соответствующий период времени. Разные виды растут в разных климатических условиях – одни когда климат более сухой, другие когда климат более влажный. В результате получилась совмещенная шкала климат/растительность/тип занятости/текущая культура. Более того, в статье приводится оценка урожайности зерновых и степных угодий в условиях климата каждого исторического периода. Например, в период тагарской культуры (4 600 лет назад) климат был более влажный и вокруг росли леса, а люди занимались сельским хозяйством. Потом пришли более сухие и жаркие времена – степь, кочевое скотоводство, таштыкская культура (3 600 лет назад).

Интересующимся историей окружающих земель такие статьи просто подарок – попытка объединить историю и наши знания об окружающем мире, чтобы это стало настоящей комплексной наукой, а не гаданием на кофейной гуще.

На этой, как сейчас модно говорить, междисциплинарной ноте, можно завершить наш ежегодный обзор. Уверен, следующий год принесет нам новые открытия, к которым приложат мозг и руку красноярские ученые. Будем ждать!