Прямая трансляция лектория будет доступна по ссылке, после завершения мероприятия РНФ разместит видеозаписи интервью на своих ресурсах.
Проведение научно-популярного лектория поддержано грантом Президента Российской Федерации на развитие гражданского общества, предоставленным Фондом президентских грантов Всероссийской молодежной общественной организации «Российский союз студенческих организаций» на проект «Международный молодежный научный форум «Ломоносов».
19 апреля. Физика и инженерные науки
Ведущий — Сергей Ананьев, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт», лауреат премии Правительства России в области науки и техники для молодых ученых за 2008 год
11:00-12:15
Кирилл Зайцев, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник и заведующий лабораторией Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН, старший научный сотрудник Сеченовского университета, старший научный сотрудник и доцент МГТУ имени Н.Э. Баумана
Новые методы диагностики опухолей головного мозга
Существующие методы ранней неинвазивной, малоинвазивной и интраоперационной (проводимой непосредственно во время операции) диагностики злокачественных новообразований недостаточно эффективны. Основываясь только на них, нельзя точно сказать, какой характер имеет то или иное новообразование, поэтому они используются лишь как вспомогательные. Это ставит перед учеными задачу разработки новых методов диагностики. Последние исследования показывают, что один из перспективных путей решения этой проблемы связан с применением методов микроскопии и визуализации тканей в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра, занимающем промежуточное положение между инфракрасными и микроволнами. В то же время существующие методы терагерцовой спектроскопии и визуализации тканей обладают низким пространственным разрешением, снижающим точность диагностики и, соответственно, затрудняющим их внедрение в клиническую практику. Во время беседы вы узнаете, как и какие физические методы помогают диагностировать рак, а также о работах лектора в области терагерцовой диагностики и оптической когерентной томографии глиом, которые он ведет с НМИЦ нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко.
Лекция на английском
12:30-13:45
Dmitry Valeev, PhD, Senior researcher of Laboratory of sorption methods, Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences
Does fly ash from coal-fired power plants a promising raw material for alumina production?
Using coal for electricity and heat generation formed millions of tons of solid waste. Ash dumps hold large areas within the city, and the transportation of ash required large water consumption. The adjacent to ash dumps territories are poisoning. Living near ash dumps can lead to chronic lung diseases. However, ash contains metal oxides, in particular aluminum, which makes it possible to consider this type of raw material as a source of alumina production.
How much ash is generated per year and how much total was accumulated in ash dumps in Russia? What are the major methods of ash utilization for alumina production? Who is Karl Bayer and what did he patent at the end of the 19th century? Why use hydrochloric acid instead of alkali? What is poly aluminum chloride coagulant? Does ash content the precious metals and how to extract scandium?
The lecture will describe the latest achievements in this topic and discuss the acidic method for alumina production.
Дмитрий Валеев, кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории сорбционных методов Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН
Золы угольных электростанций − перспективное сырье для получения глинозема?
Использование угля для получения электроэнергии и тепла приводит к образованию миллионов тонн твердых отходов. Золоотвалы занимают крупные площади в пределах городских территорий, а транспортировка золы обусловлена высоким расходом воды, при этом происходит отравление прилежащих территорий. Проживание человека вблизи золоотвалов может приводить к хроническим заболеваниям легких. Однако зола содержит в своем составе оксиды металлов, в частности алюминия, это позволяет рассматривать данный вид сырья в качестве источника производства глинозема.
Сколько золы образуется в год и сколько уже накоплено на золоотвалах России? Каковы основные методы утилизации золы с получением глинозема? Что такое коагулянт полиоксихлорид алюминия? Есть ли в золе благородные металлы и как извлечь скандий?
Лектор расскажет о самых последних достижениях в этом направлении и опишет кислотный способ получения глинозема.
Лекция на английском
14:00-15:15
Oleg Lychkovskiy, PhD, Senior researcher at Skolkovo Institute of Science and Technology, Moscow Institute of Physics and Technology and Steklov Mathematical Institute of the Russian Academy of Sciences
Quantum transport far from equilibrium: exactly solvable models and beyond
Transport phenomena are ubiquitous in nature and technology – from enormous flows of neutrinos emanating from an exploding supernova to tiny electrical currents in the chip of your smartphone. Transport is said to be far-from equilibrium if it goes beyond a small perturbation above the equilibrium and eludes simple linear descriptions like the Ohm’s law. Transport goes quantum whenever the motion of charge carries can no longer be described by laws of classical physics – either due to interference effects manifest when the carries are tightly confined at tiny length scales, as in quantum point contacts, or thanks to strong quantum inter-particle correlations, as in superconductors.
In general, theoretically describing the far-from-equilibrium quantum transport is, perhaps, the most complex problem in physics one can imagine. And yet, nowadays theoreticians have a diverse toolbox in their disposal to tackle such problems. Among the most elegant tools in this toolbox are exactly solvable models. Lecturer will show how exactly solvable models of quantum transport guide the intuition on this complex phenomenon and uncover stunning effects that turn out to be generic, i.e. exist beyond exact solvability.
Олег Лычковский, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий, Московского физико-технического института и Математического института имени В. А. Стеклова РАН
Неравновесный квантовый транспорт: точно решаемые модели и не только
Явления переноса, или транспорта, встречаются повсеместно как в природе, так и в технике: от грандиозных потоков нейтрино от взрывающейся сверхновой до небольших электрических токов в процессоре смартфона. Неравновесным транспорт называется тогда, когда он не сводится к небольшому возмущению равновесного состояния и не описывается простыми линейными законами, такими как закон Ома. Транспорт можно считать квантовым, когда движение частиц не может быть описано законами классической физики – либо из-за интерференционных эффектов, возникающих при движении частиц в маленьких ограниченных областях пространства, как в квантовых точечных контактах, либо благодаря сильным квантовым корреляциям между частицами, как в сверхпроводниках.
Теоретическое описание неравновесного квантового транспорта – это, возможно, самая сложная физическая задача, которую только можно себе представить. И все же сегодня теоретики имеют в своем распоряжении целый арсенал инструментов для решения таких задач. Один из самых элегантных инструментов – это точно решаемые модели. В лекции расскажут, как точно решаемые модели квантового транспорта позволяют развить интуицию для понимания этого сложного явления и обнаружить удивительные эффекты, которые имеют общий характер, то есть существуют и в системах, не имеющих точного решения.
15:30-16:45
Ведущий — Станислав Отставнов, кандидат экономических наук, заведующий лабораторией анализа показателей здоровья населения и цифровизации здравоохранения МФТИ, заместитель председателя Московского регионального отделения Российского союза молодых ученых
Андрей Ермаков, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Отдела электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер НИИЯФ МГУ
Электронные ускорители для прикладных целей
История развития тематики ускорителей электронов в Научно-исследовательском институте ядерной физики имени Д. В. Скобельцына МГУ насчитывает более трех десятилетий. За это время пройден путь от создания экспериментальных установок до серийных промышленных ускорителей, которые находят применение в системах неразрушающего контроля, безопасности, радиационной обработки материалов и продуктов питания, в медицине. Спикер расскажет об основных принципах работы линейных ускорителей электронов, разрезных микротронов, а также затронет вопросы, связанные с основными этапами разработки ускорителей, их запуска
17:00-18:15
Анастасия Бахчина, кандидат психологических наук, научный сотрудник Института психологии РАН
Что активность сердца может рассказать про поведение человека
Процесс познания стал главным предметом стремительно развивающейся в последнее время когнитивной науки, основанной на синтезе многих дисциплин. При этом во всем мире активно развивается понимание, что в попытках решить медицинские, физиологические и психологические задачи нужно рассматривать организм как единый и целостный. Например, все больше когнитивных исследований посвящается анализу явления «воплощенного познания» (embodied cognition) и общеорганизменной интеграции, лежащей в основе поведения и психики.
Мы рассмотрим, как эти подходы реализуются в психофизиологии для изучения и объяснения поведения человека и как методы анализа активности сердца могут в этом помочь.
20 апреля. Химия
Ведущие — Мария Калинина, доктор химических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН; и Алексей Тарасов, кандидат химических наук, заведующий лабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ имени М.В. Ломоносова и старший научный сотрудник химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова
11:00-12:15
Александра Царькова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Биолюминесценция и светлое будущее
В фильме «Аватар» Джеймса Кэмерона изображен фантастический мир с пышной растительностью и завораживающими светящимися джунглями. Ряд недавних работ международной команды ученых посвященных установлению структур и биосинтетических путей молекул, ответственных за свечение в живой природе позволили воплотить эту фантазию в реальность. В беседе речь пойдет о фундаментальных исследованиях последнего десятилетия в области биохимии и генетики светящихся организмов и создании новых молекулярных инструментов для биотехнологии на основе биолюминесценции.
12:30-13:45
Юлия Нелюбина, доктор химических наук, заведующая Центром исследования строения молекул Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН
Как молекулярный дизайн позволяет создавать химические вещества с нужными магнитными свойствами
Словосочетание «молекулярный дизайн» часто встречается в химических научных статьях. Обычно под ним подразумеваются попытки придать химическим веществам желаемые свойства за счет рационального выбора фрагментов в составе их молекул. Однако свойства молекулярных материалов зачастую зависят не только от строения отдельных молекул, но и от того, как они взаимодействуют друг с другом, из-за чего предсказание структуры и свойств таких материалов, зная только структуру индивидуальных молекул, является одной из самых сложных задач в химии.
В беседе на примере соединений, сильно взаимодействующих с магнитным полем – т.н. «молекулярных магнитов», мы обсудим, как молекулярный дизайн позволяет создавать химические вещества с желаемыми магнитными свойствами и как эти свойства можно объяснить и предсказать при помощи современных физических методов исследования.
14:00-15:15
Дмитрий Ямбулатов, кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории химии координационных полиядерных соединений Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН
Новые вещества для хранения и записи информации
В современных устройствах хранения памяти используются ферромагнетики или полупроводники. Молекулярный магнетизм – явление, которое может лечь в основу принципиально новых устройств, где каждая молекула может хранить один бит информации.
В этой беседе обсудим мономолекулярные магниты, их методы синтеза, а также перспективы использования.
15:30-16:45
Степан Баженов, кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории полимерных мембран Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
Половолоконные мембраны: как их создают и применяют для разделения газов
Сейчас сложно представить современные технологии разделения и очистки веществ без мембранных процессов, «сердцем» которых являются мембраны – селективные «перегородки», через которые одни вещества проникают быстрее, чем другие. Однако менее известен факт, что большая доля процессов реализована с применением половолоконных мембран – тонких полых пористых или непористых капилляров, размер которых иногда может достигать толщины человеческого волоса! В некоторых случаях эти мембраны могут содержать на поверхности тонкий полимерный слой толщиной в тысячные доли миллиметра, который обеспечивает избирательный перенос нужного компонента.
Структура мембраны в виде тонкого капилляра позволяет создавать очень компактные и модульные газоразделительные системы, которые содержат сотни и даже тысячи волокон. Избирательность таких систем может быть увеличена на порядки при подаче внутрь или снаружи мембран специальных жидкостей, в которых требуемые компоненты растворяются лучше других. Такие системы называются мембранно-абсорбционными, и сочетают в себе достоинства жидкостного и мембранного разделения газов.
В этой беседе вы узнаете о разработке половолоконных мембран и их применении в процессах разделения газов, в том числе гибридных мембранно-абсорбционных процессах применением высокоселективных жидкостей.
21 апреля. Биология и медицина
Ведущая — Анастасия Ефименко, кандидат медицинских наук, заведующая лабораторией репарации и регенерации тканей Института регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра МГУ имени М.В. Ломоносова, лауреат программы L'Oreal-UNESCO «Для женщин в науке» за 2018 год
11:00-12:15
Денис Тихоненков, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории микробиологии Института биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН
«Охота на микробов»: новые виды гетеротрофных протистов в прояснении эволюции эукариот
В последние годы в разнотипных водных экосистемах открыты и изучены новые для науки простейшие, занимающие предковое эволюционное положение по отношению ко многим одноклеточным и многоклеточным организмам. Исследования этих протистов оказались важны для прояснения ряда больших эволюционных вопросов, среди которых происхождение многоклеточных животных, происхождение фотосинтетических эукариот, эволюция митохондриального генома и построение филогенетического древа жизни. Многие из открытых одноклеточных оказались мельчайшими хищниками, поедающими других простейших. Об этом и пойдет речь в беседе.
12:30-13:45
Ольга Буренина, кандидат химических наук, научный сотрудник Центра наук о жизни Сколковского института наук и технологий
Новые тканеспецифичные некодирующие РНК как потенциальные биомаркеры онкологических заболеваний
Некодирующие РНК — популярные объекты научных исследований последних десятилетий. Они не кодируют белки, но выполняют совершенно разнообразные функции в клетке, в том числе важные для канцерогенеза или, наоборот, онкосупрессии. Как правило, это регуляторные молекулы, чувствительные к любым изменениям в клеточном метаболизме. Эта особенность позволяет использовать некоторые некодирующие РНК в качестве своеобразных индикаторов «включения» клеточной пролиферации, а в масштабе клинической практики в качестве потенциальных диагностических и/или прогностических биомаркеров.
Лекция на английском
14:00-15:15
Gelina Kopeina, PhD, Senior researcher of Laboratory of Apoptosis Mechanism, Lomonosov Moscow State University
Regulation of programmed cell death as a tool for the treatment of different disorders
All known leaving organisms constantly require cleaning from "extra" cells that have already performed their functions or have become dangerous as a result of damage of genetic material caused by various toxic agents or ultraviolet radiation. The self-destruction of such potentially dangerous cells is known as the process of programmed cell death, the most studied of which is apoptosis. This process allows to maintain a healthy balance in various tissues and helps to replace old cells with new ones. Disturbances in the cell death mechanisms lead to the development of various disorders. Thus, excessive cell death destroys neurons leading to the memory loss, impaired motor skills, and the progression of different pathologies, such as Alzheimer's and Parkinson's diseases. In addition, excessive cell death can cause hematological, immune, and metabolic disorders. However, there are also many of diseases associated with insufficient cell death. A cell that have received a mutation should normally initiate a process of self-destruction. However, a poor control and disturbance in the cell death mechanisms can lead to the appearance of malignant tumors. Such mutated cells begin to divide uncontrollably, giving rise to a tumor. Moreover, upon the cancer treatment some of the mutated cells may be resistant to drugs because of defects in the cell death mechanisms. This lecture will consider the mechanisms that regulate various types of cell death in order to be used as tools for the treatment of different diseases, primarily cancer.
Гелина Копеина, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории исследований механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова
Регуляция программируемо гибели клеток как инструмент для лечения различных заболеваний
Организм всех известных живых существ постоянно требует очистки от клеток, которые либо выполнили свою функцию, либо стали опасны в результате повреждений генетического материала, вызываемых, например, различными токсическими веществами, ультрафиолетовой радиацией и другими причинами. Самоуничтожение таких потенциально опасных клеток известно как процесс программируемой гибели клеток, наиболее изученный из которых — апоптоз. Он позволяет поддерживать здоровый баланс в тканях организма и замещать старые клетки новыми.
Нарушения в механизме запуска и протекания апоптоза приводят к самым нежелательным последствиям для организма. Так, избыточная клеточная гибель нейронов приводит к потере памяти, нарушению крупной и мелкой моторики, развитию таких патологий как болезни Альцгеймера и Паркинсона. Кроме того, чрезмерная гибель может вызывать гематологические, иммунные и метаболические заболевания. Имеется также много печальных примеров заболеваний, связанных с недостаточной гибелью клеток. Так, клетка, получившая мутацию, в норме должна запустить процесс самоуничтожения. Однако слабый контроль и нарушения в механизмах гибели клеток могут привести к появлению злокачественных образований. Такие мутировавшие клетки начинают бесконтрольно размножаться, давая начало опухоли. Более того, при лечении опухолевых заболеваний часть мутировавших клеток может быть не чувствительна к лекарствам именно из-за нарушений в механизмах запуска гибели.
В этой лекции будут рассмотрены механизмы, регулирующие различные типы клеточной гибели для использования в качестве инструментов для лечения различных заболеваний, в первую очередь, онкологических.
Лекция на английском
15:30-16:45Victoria Shipunova, PhD, Senior research of Laboratory of molecular immunology, Shemyakin and Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences
Method development for targeted delivery of anticancer drugs
Oncological diseases is one of the most serious problems in biology and medicine - require diagnosis and intervention at the earliest stages of development, which is especially critical in the case of the development of aggressive metastatic tumors. To combat these diseases, chemotherapy drugs of a wide spectrum (not just targeting the tumor), such as doxorubicin, paclitaxel, methotrexate, and others, are traditionally used, which lead to a number of serious side effects. To reduce systemic toxicity and increase therapeutic efficacy, various types of combination therapies are often used, for example, combining chemotherapy, radiation therapy, cell therapy and / or immunotherapy.
In addition, the effectiveness of treatment can be increased through the use of nanoparticles of different nature. They represent an ideal platform for delivering therapeutic compounds directly to tumor cells. For this, the surface of the nanoparticles is coated with recognition molecules that bring the nanoparticles exactly "on target" and minimize side effects for the body.
A promising approach for combined cancer theranostics (a combination of diagnosis and therapy using a single compound) is a combination of immunotherapy and targeted delivery of chemotherapeutic compounds, for example, using nanoparticles. However, this approach today demonstrates only limited success due to a number of problems, such as the low therapeutic index of traditional chemotherapy, the absence of a wide range of tumor markers on the cell surface, and other factors.
The lecturer will talk about how nanoparticles are used to create new approaches for cancer theranostics.
Виктория Шипунова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии Института биоорганической химии имени М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Разработка методов адресной доставки противораковых лекарств
Онкологические заболевания – одни из самых серьезных проблем биологии и медицины – требуют диагностики и вмешательства на самых ранних стадиях развития, что особенно критично в случае развития агрессивных метастазирующих опухолей. Для борьбы с этими заболеваниями традиционно применяют химиотерапевтические препараты широкого спектра (не нацеленные только на опухоль), такие как доксорубицин, паклитаксел, метотрексат и другие, которые приводят к целому ряду серьезных побочных эффектов. Чтобы понизить системную токсичность и повысить терапевтическую эффективность, часто используют различные виды комбинированной терапии, например, объединение химиотерапии, лучевой терапии, клеточной терапии и/или иммунотерапии.
Кроме того, эффективность лечения можно повысить за счет использования наночастиц разной природы. Они представляют собой идеальную платформу для доставки терапевтических соединений непосредственно к клеткам опухоли. Для этого поверхность наночастиц покрывают распознающими молекулами, приводящими наночастицы точно «в цель» и минимизирующими побочные эффекты для организма.
Многообещающий подход для комбинированной тераностики рака (комбинации диагностики и терапии при использовании одного соединения) – комбинация иммунотерапии и направленной доставки химиотерапевтических соединений, например, с использованием наночастиц. Однако этот подход сегодня демонстрирует лишь ограниченный успех в связи с рядом проблем, таких как низкий терапевтический индекс традиционной химиотерапии, отсутствие широкого спектра онкомаркеров на поверхности клеток и других факторов.
Лектор расскажет о том, как при помощи наночастиц создаются новые подходы для тераностики рака.
22 апреля. Науки о Земле
Ведущая — Наталья Тилинина, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН, лауреат программы L'Oreal-UNESCO «Для женщин в науке» за 2019 год
11:00-12:15
Роман Веселовский, доктор геолого-минералогических наук, профессор РАН, профессор геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, заместитель директора Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Как ученые воссоздают облик Земли в далеком прошлом
Мы знаем, что наша планета существует около 4.6 миллиардов лет. Однако до сих пор нам крайне мало известно про ее детство и юность – наши представления о Земле и ее эволюции экспоненциально убывают по мере углубления в прошлое. Мы узнаем, как геологи буквально по крупинкам собирают материальные свидетельства прошлого нашей планеты, и о том, как две «сестры» – палеомагнитология и геохронология – позволяют воссоздать облик Земли в далеком прошлом.
12:30-13:45
Наталья Шартова, кандидат географических наук, старший научный сотрудник кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова
Изменение климата и комфортность жизни в городах
Город как живой организм находится в постоянном развитии. Вместе со своими жителями он чутко реагирует на происходящие изменения в окружающей среде. Здоровый город будущего невозможен без климатической адаптации. Какие угрозы для здоровья скрываются в городской среде, и можем ли мы сами влиять на качество нашей жизни? Об исследованиях на стыке географии, эпидемиологии и городского планирования мы поговорим в нашей беседе.
14:00-15:15
Лейла Баширова, кандидат геолого-минералогических наук, заместитель директора по научной работе, заведующая лабораторией геологии Атлантики Атлантического отделения Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Кто такие фораминиферы и что они могут рассказать о климате?
Говоря о современных изменениях климата, немногие понимают, что вопросы, которые возникли у человечества сегодня, вызваны появлением и развитием знания об истории климатических изменений в течение миллионов и миллиардов лет.
Еще меньше широкой аудитории известно о том, что для того чтобы расшифровать «климатические летописи», необходимо абстрагироваться от так привычного нам «большого» мира и погрузиться микромир — мир одноклеточных морских организмов (фораминифер), которые строят вокруг себя раковины из карбоната кальция, способные после отмирания организма сохраняться на морском дне миллионы лет.
Именно эти микроскопические раковины — ключ к реконструкции событий прошлого, к пониманию климатических изменений.
В беседе поговорим о том, как ученые изучают раковины фораминифер, как связаны изменения климата и изотопный состав этих раковин, как геологи определяют дату, когда эти раковины были захоронены на дне океана и причем здесь изотопы углерода.
