Ученые НГУ получили гранты РНФ для малых отдельных научных групп

Российский научный фонд подвел итоги конкурса проектов фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами. По результатам экспертизы поддержано 454 проекта. Восемь из них получили ученые Новосибирского государственного университета. Гранты выделяются на осуществление научных исследований в 2027-2028 годах. Размер одного гранта составляет 2 млн рублей ежегодно.

Среди ученых НГУ грантополучателями стали:

Алексей Редюк (ведущий научный сотрудник Центра искусственного интеллекта, заведующий лабораторией технологий фотоники и машинного обучения для сенсорных систем НГУ, кандидат физико-математических наук) — «Экономичные методы компенсации искажений в оптических каналах связи на основе частотной декомпозиции сигнала и нейросетевых алгоритмов».

Максим Воробьев (старший научный сотрудник Лаборатории физико-технических основ энергетики Физического факультета НГУ, кандидат физико-математических наук) — «Разработка научных основ электродиффузионного метода для измерения касательного напряжения в микрофлюидных системах».

Алексей Курусь (младший научный сотрудник Лаборатории функциональных материалов Физического факультета НГУ, кандидат геолого-минералогических наук) — «Исследование процесса объемной кристаллизации полифункционального кристалла майенита (Ca₁₂Al₁₄O₃₃) в условиях низких температурных градиентов».

Андрей Дмитриев (заведующий кафедрой отечественной истории Гуманитарного института НГУ, доктор исторических наук) —«Регулярная армия на юго-восточных границах Российской империи во второй половине XVIII – начале XIX вв.».

Валерий Лисица (заведующий кафедрой предпринимательского права, гражданского и арбитражного процесса, профессор кафедры гражданского права Института философии и права, заведующий кафедрой правового обеспечения рыночной экономики экономического факультета НГУ, доктор юридических наук) — «Гражданско-правовой механизм привлечения частных инвестиций в национальные исследовательские университеты в условиях цифровизации».

Сергей Красильников (заведующий кафедрой отечественной истории Гуманитарного института НГУ, главный научный сотрудник Института истории СО РАН, профессор, доктор исторических наук) — «Центр-региональные взаимодействия в раннесоветский период (середина 1920-х – середина 1930-х гг.): сибирское измерение».

Алексей Козлов (доцент кафедры истории и теории литературы Гуманитарного института НГУ, доктор филологических наук) — «Институциональная история журнала «Библиотека для чтения» (1834-1865): репутация и прагматика критиков и беллетристов, сюжетный и тематический репертуар».

Владимир Андрющенко (старший научный сотрудник кафедры физики неравновесных процессов Физического факультета НГУ, кандидат физико-математических наук Владимир Андрющенко) — «Мультисенсорные системы на основе композитных углеродных наноматериалов».

Алексей Редюк:

— Современные волоконно-оптические линии связи обеспечивают передачу основной части мирового информационного трафика. При этом постоянно растущие объемы данных требуют дальнейшего увеличения пропускной способности и дальности передачи информации. Одним из ключевых ограничений здесь становятся нелинейные искажения оптического сигнала, возникающие при его распространении по волокну. Наша задача — разработать методы, которые позволят эффективно компенсировать эти искажения, не требуя чрезмерных вычислительных ресурсов.

В проекте мы предлагаем объединить методы частотной декомпозиции сигнала и машинного обучения. Основная идея заключается в том, чтобы разделить широкополосный сигнал на несколько частотных поддиапазонов и обрабатывать их параллельно, учитывая нелинейное взаимодействие между ними. Это позволит сохранить высокую точность компенсации искажений, одновременно снизив вычислительную сложность алгоритмов по сравнению с традиционными подходами. Для оптимизации обработки мы будем использовать алгоритмы, способные адаптировать параметры модели к особенностям канала связи.

Мы рассчитываем, что результаты проекта лягут в основу новых экономичных методов цифровой обработки сигналов для высокоскоростных оптических систем связи. В перспективе это позволит повысить эффективность использования существующей инфраструктуры телекоммуникационных систем.

Владимир Андрющенко:

— В последние годы активно развивается направление биосенсоров — высокотехнологичных миниатюрных устройств для экспресс-диагностики заболеваний. Одним из перспективных, но пока недостаточно изученных методов является анализ испарения капель биологических жидкостей на функциональных поверхностях. Эффективное развитие этого направления требует создания новых сенсорных систем с высокой селективностью и чувствительностью, что, в свою очередь, невозможно без получения материалов с уникальными физико-химическими свойствами.

Среди углеродных материалов — фуллеренов, нанотрубок, нановолокон, графена и углеродной сажи — особый интерес представляет графен. Его уникальность обусловлена тем, что все атомы решетки расположены на поверхности, что обеспечивает экстремальную проводимость и чувствительность. Однако идеальный графеновый слой является слабо поглощающим материалом, и лишь наличие примесей и дефектов существенно меняет его взаимодействие с молекулами среды.

Углеродная сажа, напротив, будучи хорошим сорбентом, не имеет собственной кристаллической структуры, что затрудняет детектирование изменения состояния наночастиц при контакте с различными средами. Тем не менее, сажи демонстрируют резистивные отклики на компоненты сред, причем величина отклика критически зависит от степени графитизации, соотношения sp²- и sp³- гибридизованного углерода и наличия примесей.

Поэтому наиболее перспективным представляется использование графена в составе композитных систем, где высокая чувствительность обеспечивается проводимостью графенового слоя, а селективность и величина отклика — материалом добавки. Варьирование состава добавки, кроме того, открывает возможность создания мультисенсорных систем на одном чипе. В рамках предлагаемого проекта планируется создание и исследование сенсорных свойств композитных материалов на основе графена, синтезированного методом химического осаждения из газовой фазы, и углеродной сажи, полученной электродуговым распылением графитовых электродов, в том числе с добавками различных металлов. В таких композитах графеновая пленка выполняет роль проводящего подслоя, а нанесенная на нее углеродная сажа — роль чувствительного слоя.

Добавление биомолекул в капли существенно изменяет свойства жидкости за счет влияния на вязкость и коэффициент поверхностного натяжения. Первым шагом в систематическом исследовании испарения биокапель в данном контексте должно стать изучение испарения капель с контролируемым изменением этих параметров, для чего хорошо подходят суспензии с заданным составом дисперсной фазы (материал, форма и распределение частиц по размерам). Параллельно необходимо решать задачу подбора состава чувствительных слоев датчика для детектирования компонентов биокапель.

Применяя современные экспериментальные методы — синтез и аттестацию композитных материалов, диагностику испарения капель — а также моделирование методом молекулярной динамики, впервые планируется провести систематическое изучение динамики испарения капель на поверхности разрабатываемых сенсоров. Полученные результаты позволят создавать высокочувствительные датчики для определения различных компонентов биологических жидкостей (на первом этапе для модельных систем мочевой кислоты, глюкозы и альбумина). Экспериментальные и теоретические возможности нашей научной группы, а также накопленный опыт работы в данной области, позволяют успешно решить поставленные задачи. Важно отметить, что результаты работы будут потенциально полезны не только для биомедицинских приложений, но и для таких областей, как охлаждение чипов в микроэлектронике, системы струйной печати водными растворами, а также для технологических процессов в пищевой промышленности.

Андрей Дмитриев:

— Целью проекта является определение места и роли регулярной армии в системе политических и социальных институтов Российской империи на территории Южного Урала как одного из пограничных регионов страны на протяжении второй половины XVIII — начала XIX вв. Вплоть до сегодняшнего дня исследователями не уделяется достаточно внимания месту регулярной армии в политических и социальных процессах внутри имперского пространства, особенно в региональном масштабе. Между тем, особенности положения армейских контингентов в отдельных крупных регионах империи придавали этим процессам неоднородный характер, что необходимо учитывать при исследовании механизмов строительства и функционирования имперской государственности в России.

Сложившееся у многих специалистов общее представление о роли регулярной армии как одновременно инструмента и результата проводимой верховной властью перестройки государственного механизма и общественных институтов зачастую не подкрепляется конкретными данными, которые показывали бы способы ее осуществления, степень эффективности и достигнутые итоги. История российской армии второй половины XVIII — начала XIX вв. в целом изучалась достаточно плодотворно, однако в первую очередь в связи с многочисленными военными конфликтами, в которые была вовлечена Российская империя. Зато положение армейских контингентов внутри страны, особенно на региональном уровне, до сих пор почти не становилось предметом специального анализа.

Планируется использование уже апробированных ранее при изучении армейского строительства в Сибири XVIII в. исследовательских подходов. Руководителем проекта при изучении истории российской армии в Сибири на протяжении большей части XVIII столетия был сделан аргументированный вывод о том, что в рамках указанного периода регулярная армия на всей территории государства, находившейся к востоку от Урала, выполняла не только чисто военные задачи, но и принимала на себя целый ряд административно-управленческих функций. В ходе работы планируется установить, применима ли данная модель к положению армейских контингентов на территории Южного Урала в период с 1760-х до 1810-х гг.  Будет проанализирован значительный объем документальных материалов, содержащих данные о кадровом составе армейских полевых и гарнизонных подразделений на территории Южного Урала в рассматриваемый период, а также сведения о выполнении военнослужащими стоявших перед ними задач, в том числе в период восстания Емельяна Пугачева в 1773–1775 гг. Изучение положения регулярной армии Российской империи в пограничных регионах Южного Урала, выполненное на основе сопоставления с уже введенными в научный оборот материалами, относящимися к территории Сибири, позволит выявить и определить особенности трансформации вооруженных сил страны в ходе одного из этапов модернизационного процесса на протяжении XVIII–XIX вв.

Максим Воробьев:

— Наш проект впервые объединит три подхода: электродиффузионный метод для измерения касательного напряжения на стенке канала, высокоскоростную видеосъемку с обработкой методами глубокого обучения и численное моделирование CLSVOF в ANSYS Fluent. За два года будут проведены эксперименты и верифицированы модели. Результаты заполнят пробел в понимании пристенной гидродинамики двухфазных потоков в субмиллиметровых каналах и позволят перейти к научно обоснованному проектированию микрофлюидных устройств — от охлаждения электроники до биомедицинских чипов.

В последние годы микрофлюидные технологии демонстрируют экспоненциальный рост, находя применение в высокоселективных химических реакторах, медицинских диагностических платформах типа «лаборатория-на-чипе», системах терморегулирования процессоров и силовой электроники. Однако широкое внедрение таких устройств сдерживается нехваткой фундаментальных знаний о том, как именно движутся газожидкостные смеси в каналах субмиллиметрового размера. При переходе в этот масштаб кардинально меняется баланс сил: вместо инерции начинают доминировать вязкость, капиллярные эффекты и смачивание стенок. Классические гидродинамические закономерности перестают работать, а ключевой параметр — касательное напряжение на стенке, от которого зависят гидравлическое сопротивление, устойчивость пристеночных плёнок и эффективность тепло-массообмена — до сих пор остается практически неизученным из-за отсутствия подходящих измерительных инструментов и верифицированных численных моделей.

В рамках проекта впервые будет реализован комплексный подход, сочетающий три компонента: экспериментальное измерение касательного напряжения с помощью оригинальных электродиффузионных датчиков, интегрированных в стенку канала; высокоскоростную видеорегистрацию структуры потока с последующей обработкой методами глубокого обучения; численное моделирование методом CLSVOF в ANSYS Fluent. Такой симбиоз позволит не только получить уникальные экспериментальные данные, но и впервые провести их прямое сопоставление с расчетами, что даст возможность верифицировать численные модели.

В отличие от работ зарубежных групп (например, Huchet с соавторами, использовавших в качестве электродиффузионных датчиков проволочные электроды диаметром 0.25 мм, которые искажали поток и имели низкое частотное разрешение), мы предлагаем плоские платиновые микродатчики шириной всего 50 мкм, наносимые методом химического осаждения из газовой фазы на стеклянную крышку канала. Такая конструкция не возмущает течение и позволяет регистрировать высокочастотные пульсации трения, вызванные прохождением каждого газового включения. Кроме того, впервые электродиффузионный метод будет адаптирован для каналов с высотой вплоть до 0.25 мм, а полученные данные послужат базой для валидации расчетных моделей двухфазных течений в ограниченном пространстве.

В течение двух лет планируется изготовить три типа каналов (1×1, 0.5×1 и 0.25×1 мм) с интегрированными датчиками, провести серию экспериментов в широком диапазоне расходов жидкости и газа, зафиксировать режимы течения и измерить касательное напряжение и его пульсации. Параллельно будут выполнены численные расчеты методом CLSVOF, которые после верификации позволят количественно оценить влияние формы межфазной границы на локальное трение.

Результаты проекта заполнят существующий пробел в фундаментальном понимании пристенной гидродинамики двухфазных потоков в субмиллиметровых каналах. Они позволят перейти от эмпирического подбора параметров к научно обоснованному проектированию микрофлюидных устройств нового поколения, что имеет прямую ценность как для фундаментальной микрофлюидики, так и для прикладных разработок — от систем охлаждения электроники до биомедицинских чипов.

Алексей Козлов:

— В основе проекта «Институциональная история журнала «Библиотека для чтения» (1834-1865): репутация и прагматика критиков и беллетристов, сюжетный и тематический репертуар» заложен подход, ранее апробированный в моей докторской диссертации. Смысл этого подхода заключается в комплексном рассмотрении литературы и журналистики как единой среды, изучаемой как в аспекте социологических и институциональных факторов, так и в аспекте поэтики, риторики, сюжетной и дискурсивной организации текстов.

Соисполнителями проекта выступят профессор кафедры истории и теории литературы Юрий Шатин и аспирант кафедры Парфений Корнеев. На материале критики, публицистики и беллетристики журнала «Библиотека для чтения» исследовательский коллектив планирует апробировать научную теорию «четвертого рода» литературы, под которым понимается совокупность взаимосвязанных жанров журналистики, рассмотреть виды беллетристики в русской литературе XIX века, а также сосредоточить внимание на формировании «промышленной литературы» как одном из воплощений массовой культуры в аспекте взаимоотношений издательских и цензурных институтов первой половины XIX века. Итогом работы станет серия статей и коллективная монография «Библиотека для чтения» как энциклопедия русской жизни: репутация, прагматика, поэтика», включающая в себя теоретический и историко-литературный разделы, роспись содержания журнала, последовательное представление репутации, прагматики и поэтики ключевых авторов: О.И. Сенковского, А.В. Дружинина, А.Ф. Писемского. Данные материалы могут использоваться в учебном процессе студентов гуманитарного института: филологов и журналистов, часть материалов ляжет в основу нового курса для магистрантов «Многоаспектный анализ текста». Кроме того, тема институциональной истории станет основной в рамках предлагаемого мной исследовательского семинара.

Например, студент третьего курса отделения «Филология» Гуманитарного института НГУ Мария Кривошеенко в настоящий момент изучает дебютные произведения Елены Андреевны Ган, которые были опубликованы О.И. Сенковским на страницах интересующего нас периодического издания, что найдет отражение как в курсовой, так и выпускной квалификационной работе студентки.

Валерий Лисица:

— Проект направлен на обеспечение технологического лидерства, суверенитета и конкурентоспособности Российской Федерации посредством формирования правовых условий для привлечения инвестиций в создание в рамках национальных исследовательских университетов результатов интеллектуальной деятельности с последующей их коммерциализацией в предпринимательском обороте. Это будет способствовать развитию инновационной деятельности таких университетов, увеличению их собственных ресурсов и снижению их бюджетной зависимости от предоставляемых государств средств, а также успешному выполнению национальных проектов технологического лидерства, в которых участвуют национальные исследовательские университеты.

Исходным моментом выступают существующие сегодня недостатки институционального взаимодействия, которые в совокупности с другими нерешенными экономико-правовыми проблемами использования и правовой охраны интеллектуальной собственности выступают значительным препятствием для инновационно-технологического развития Российской Федерации. Для их решения требуются понятные и четкие нормы и правила, которые учитывают интересы различных участников правоотношений (авторы-разработчики, университеты, инвесторы, технико-внедренческие компании, промышленные предприятия, институты инновационного развития, уполномоченные органы власти и т.д.), регламентируют надлежащим образом экономические связи между ними, имеют необходимое экономическое обоснование и содержатся в стройной, непротиворечивой, не излишне зарегулированной и в то же время достаточно полной системе нормативного регулирования.

Проект имеет комплексный (межотраслевой) характер на стыке права и экономики. Он предусматривает исследование частноправовых проблем институционального характера, продолжающих существовать в научно-образовательной сфере и касающихся ведения инвестиционной и инновационной деятельности национальных исследовательских университетов в условиях цифровизации. Их разрешение посредством создания правовых норм в рамках разрабатываемого инновационно-ориентированного гражданско-правового механизма привлечения инвестиций, организации инновационной деятельности и коммерциализации результатов интеллектуальной деятельности позволит ускорить переход к инновационной экономике, обеспечить технологический суверенитет и конкурентоспособность Российской Федерации в современном мире.