СМИ о нас

Студент Института математического моделирования и игропрактики ПсковГУ Даниил Толбухин стал участником форума «Физика» в рамках олимпиады «Я-профессионал» на площадке Московского физико-технического института. Мероприятие проходило с 4 по 8 июля.

На форуме студентам рассказали о синхротронных и междисциплинарных исследованиях научного центра Курчатовского института, Ван-дер-Ваальсовых гетероструктурах, разработке устройств энергонезависимой памяти при помощи новых материалов, а также о проблеме климатических изменений, происходящих на нашей планете, и их последствиях.

Кроме того, присутствующие заслушали лекции о структурной биологии, об атмосфере Венеры и применении синхротронного излучения в биологических исследованиях.

В рамках мероприятия также состоялся «Научный джем», на котором у студентов была возможность в дружеской и неформальной обстановке пообщаться с действующими учёными из разных областей. Гостями этой встречи стали известные учёные МФТИ и базовых институтов по разным направлениям науки от вычислительной и экспериментальной физики до теоретической и математической физики.

В течение следующих дней у ребят была возможность познакомиться с другими значимыми научными вопросами: они узнали, сколько нужно астрономов, чтобы увидеть черную дыру, как зовут самого известного кота квантовой механики и как учёные изучают наши клетки.

Завершился форум экскурсией по одному из крупнейших и старейших научно-исследовательских центров России – Физическому институту им П.Н. Лебедева РАН.

https://iluki.ru/news/student-pskovgu-pobyval-na-forume-fizika-v-mfti

Фото: телеграмм-канал СКИФ

Новосибирская область вошла в топ-5 регионов Архипелага 2022, чьи проекты были высоко оценены на совещании с участием членов Комиссии по направлению «Наука» Госсовета РФ и экспертами НТИ.

Команда Новосибирской области вошла в пятерку лучших региональных делегаций проектно-образовательного интенсива «Архипелаг 2022», завершившегося в Севастополе. Регион представлял два проекта, один из них «К технологическому суверенитету через синергию ВЕКТОР+СКИФ и развитие инфраструктуры наукограда Кольцово».

Делегация региона во главе с министром науки и инновационной политики Вадимом Васильевым представила ряд проектов, получивших высокую оценку федеральных экспертов.

В «Архипелаге-2022», проходившем в Севастополе, приняли участие представители 83 регионов страны, команды 128 вузов и более тысячи стартапов, а также специалисты 205 индустриальных партнеров. На закрытии мероприятия были объявлены 5 регионов, чьи проекты были высоко оценены на совещании с участием членов Комиссии по направлению «Наука» Государственного совета Российской Федерации и экспертами НТИ.

В числе критериев, по которым оценивались проекты, – ориентированность на значимые для страны отрасли, наличие сильных партнеров, повышение качества жизни на территории по результатам реализации проекта.

Новосибирская область удостоена высокой оценки за проекты «К технологическому суверенитету через синергию ВЕКТОР+СКИФ и развитие инфраструктуры наукограда Кольцово» и «Разработка штаммов-продуцентов для крупнотоннажного производства критических ферментов для АПК, нефтяной и химической отраслей» («Промбиотех»).

Представляем сильнейшие проекты: 

1. Калужская область, город Обнинск. Проект «ФармОстров» – создание независимого фармацевтического кластера Калужской области для обеспечения безопасности жителей России и дружественных стран.
2. Новосибирская область. Проекты «К технологическому суверенитету через синергию ВЕКТОР+СКИФ и развитие инфраструктуры наукограда Кольцово» и «Разработка штаммов-продуцентов для крупнотоннажного производства критических ферментов для АПК, нефтяной и химической отраслей».
3. Москва. Модель Сетевого университета фундаментальных наук и технологий на примере консорциума Университета 20.35, НИЯУ МИФИ и научно-образовательного парка ФИАН, город Троицк.
4. Сахалинская область. Центр инжиниринга с опытным полигоном «Восточного водородного кластера».
5. Пермский край. Обеспечение энергетической и инфраструктурной безопасности за счет технологий фотоники: от безопасности к новым рынкам.

Иван Миловзоров

https://vn.ru/news-region-predstavil-silneyshiy-proekt-na-obrazovatelnom-intensive-arkhipelag-2022/

Ученым из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН удалось «сварить» патогенные бактерии — золотистый стафилококк и синегнойную палочку — с помощью лазера среднего инфракрасного диапазона. Эксперимент показал, что свет этой длины волны разрывает водородные связи в молекулах белков и нуклеиновых кислот, так что бактерия теряет активность и способность к размножению. Этот способ обеззараживания может стать удобным вариантом для быстрой бесконтактной стерилизации продуктов, дезинфекции в больницах и на пищевых производствах, а в перспективе, возможно, позволит создать портативный световой обеззараживатель.

«Мы показали, как на практике воздействует на бактерии лазерное излучение среднего инфракрасного диапазона с длинами волны три и шесть микрометров. Выяснилось, что при этом в клетке возникают резонансные колебания молекулярных связей в основных элементах структуры клетки: в C-N связях белков и нуклеиновых кислот при воздействии излучением с длиной волны шесть микрон и C-H связей углеродного скелета - под действием излучения три микрона», — говорит сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН Светлана Шелыгина.

Широкое применение антибиотиков привело к тому, что сегодня в мире растет доля микроорганизмов, устойчивых к ним. Антибактериальные средства становятся все менее эффективными, поэтому становится актуальным поиск «физических» методов обеззараживания, решающих проблему резистентности микроорганизмов без применения токсичных химических средств.

Химические дезинфицирующие средства разрушают надструктуру белков и других основных компонентов клеточной оболочки, нарушая клеточный метаболизм, но они могут быть токсичными и для человека. Обработка ультрафиолетом ведет к фотолитическму или фотохимическому повреждению молекул клеток: УФ-облучение разрушает ДНК путем прямого воздействия или благодаря образованию димеров циклобутана и пиримидин-(6-4)-пиримидиновых фотопродуктов. Таким образом, оно вызывает мутации ДНК и инактивирует микроорганизмы.

Однако ультрафиолет оказывает разрушительное действие и на ДНК клеток млекопитающих и может спровоцировать развитие меланомы. Кроме того, некоторые виды бактерий способны «чинить» ДНК путем экспрессии фермента ДНК-фотолиазы, который сводит к нулю воздействие ультрафиолета. Поэтому два эти традиционные средства нельзя применять повсеместно, и ученые изучают другие диапазоны длин волн.

Большой интерес представляет именно средний инфракрасный диапазон, поскольку такое излучение избирательно вызывают колебания молекулярных связей жизненно важных структур микроорганизмов. Ученые уже не раз демонстрировали пагубное воздействие среднего ИК-излучения на микроорганизмы от источников тепла, например инфракрасных ламп при температуре свыше 1000 градусов. Применение лазерных источников для этих целей может быть очень эффективными благодаря высокой интенсивности лазерного излучения, использующего только нужную для воздействия длину волны.

ИК-Фурье-спектр оптической плотности бактерий P. aeruginosa толщиной 1,5 мкм (левая ось) и спектры интенсивности лазерных импульсов с длиной волны 3 мкм и 6 мкм (правая ось)

В ходе исследования ученые помещали бактерии культур золотистого стафилококка и синегнойной палочки на подложку из фторида кальция толщиной 1 миллиметр и облучали фемтосекундными лазерными импульсами среднего ИК-диапазона с длиной волны 3 и 6 микронов. Эти длины волн соответствуют частотам колебаний амидных групп белков и нуклеиновых кислот (6 микрон) и С-H колебаний углеродного скелета, наиболее распространенной связи для всех биополимеров (3 микрона).  

Длительность импульса составляла 130 фемтосекунд, энергия импульса — до 4 микроджоулей, а частота — 1 килогерц. Затем ученые получали динамические спектры оптической плотности излучения бактерий. Для обеих бактериальных культур спектры показали синий спектральный сдвиг и просветление образцов в спектральном диапазоне характерных колебаний связей С-N и C-H. С-N связи входят в состав белков и нуклеиновых кислот, тогда как C-H связи являются наиболее распространенными связями во всех биополимерах и относительно равномерно распределены по всему объему бактериальной клетки.

«В спектрах при разрыве водородных связей наблюдаются сдвиг полос в сторону более коротких длин волн. Это обычное явление, причем не только в бактериальных клетках. Наличие синего сдвига говорит о том, что внутри бактерии рвутся водородные связи. Таким образом меняется вторичная и третичная структура белков, происходит денатурация. Одновременно мы наблюдали падение числа колониеобразующих единиц до нуля», — говорит Светлана Шелыгина.

Таким образом, облучение инактивирует микроорганизмы, разрушая жизненно важные структурные единицы бактериальной клетки: ДНК, РНК, белки и клеточную стенку. Белки в бактериях наиболее сильно подвергаются облучению, что приводит к их денатурации. Наблюдаемое динамическое ИК-лазерное просветление бактериальных культур указывает на возможность доставки излучения на большую глубину, что, как предполагают ученые, позволит применять среднее ИК-излучение для лечения злокачественных опухолей. В перспективе ученые хотят создать портативный ИК-обеззараживатель, но для этого требуется достаточно мощный компактный лазерный источник.

Такую технологию можно было бы использовать в пищевой промышленности для бесконтактной дезинфекции продуктов через прозрачную упаковку, помещений и инструментов, в медицине для стерилизации инструмента и обработки ран, причем даже глубоких, так как излучение среднего ИК-спектра не обладает мутагенными свойствами. Возможно, когда-нибудь у каждого из нас будет свой портативный ИК-обеззараживатель, с помощью которого можно будет быстро стерилизовать любую поверхность.

Основные результаты опубликованы в журнале Biomedical Optics Express (показана антибактериальная активность излучения, проведено микробиологическое исследование образцов), в Laser Physics Letters и «Письмах в ЖЭТФ» (исследованы динамические спектры пропускания лазерных импульсов слоем бактерий, для которых наблюдался «синий сдвиг» спектра лазерного импульса для образца с нанесенным слоем бактерий относительно образца без бактерий, который связан с разрывом водородных связей, отвечающих за разрушение вторичной и третичной структуры белков и нуклеиновых кислот).

Источник: ФИАН

https://www.atomic-energy.ru/news/2022/07/14/126366

Образовательный форум по физике МФТИ прошёл в Москве с 4 по 8 июля в рамках Всероссийской студенческой олимпиады «Я - профессионал». Участники в течение 5 дней слушали лекции ведущих ученых и практиков в области физики, участвовали в интенсивах и Физхакатоне. А в заключительный день форума молодые учёные посетили крупнейший научно-исследовательский центр России - Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН.

Участники форума познакомились с результатами актуальных исследований в области физики и уникальными установками, встретились с ведущими учеными и узнали, насколько востребованы их знания физики для развития науки и где их можно реализовать на практике.

Помощник директора ФИАН по научной работе, профессор С.Ю. Савинов в своем вступительном слове рассказал участникам экскурсии о нобелевских лауреатах и истории развития Физического института, научных исследованиях ФИАН и его влиянии на науку в России и в мире.

Ведущий научный сотрудник Лаборатории проблем физики космоса В.С. Бескин обсудил с молодыми учеными современные проблемы теоретической физики и астрофизики. А также продемонстрировал новые подходы к решению актуальных астрофизических задач и рассказал о черных дырах и динамомашине в космосе.

На экскурсии участники образовательного форума познакомились с лабораториями Отделения физики твердого тела, Отделения квантовой радиофизики, Отделения ядерной физики и астрофизики, Центра высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов им. В.Л. Гинзбурга ФИАН.

В отделе твердотельной фотоники ОФТТ сотрудники Физического института продемонстрировали в рабочем режиме современные системы, которые предназначены для получения большинства современных полупроводниковых приборов. В том числе установку, в которой для визуализации внутренней структуры твердого тела используются гиперзвуковые волны.

В Центре лазерных и нелинейно-оптических технологий ОКРФ участники форума познакомились с Лабораторией лазерной нанофизики и биомедицины, в которой ведутся исследования в области взаимодействия лазерного излучения с веществом, включая наноструктурирование поверхностей, воздействие на биоткани и др.; с  Лабораторией фемтосекундной нелинейной оптики, сотрудники которой ведут исследования филаментации лазерных импульсов в газовых и конденсированных средах, создании протяженных плазменных каналов в воздухе и др.; с Лабораторией газовых лазеров и ее основными направлениями исследований: молекулярные, эксимерные лазеры, и их использование.

Сотрудники Отдела лазерной плазмы рассказали об основных научных направлениях: исследование взаимодействия лазерного излучения с веществом, гидродинамических, радиационных и кинетических процессов в импульсной высокотемпературной плазме для решения задач лазерного термоядерного синтеза и создания источников излучения и корпускулярных потоков с контролируемыми характеристиками.

В Отделе физики высоких плотностей энергии ОЯФА студентам показали установку «Эрг», позволяющей в лабораторных условиях увидеть молнию. Участники экскурсии познакомились с современными диагностиками: многоканальные детекторы жестких излучений, лазерное зондирование, измерение вч и свч излучений, сверхскоростная съемка с наносекундным разрешением.

Физический институт им. Лебедева является базовой организацией трёх кафедр и двух образовательных программ магистратуры ЛФИ МФТИ по направлению подготовки «Прикладные математика и физика». В рамках данного направления сотрудники ФИАН руководят научной работой студентов и преподают специальные дисциплины.

Источник: ФИАН

https://www.atomic-energy.ru/news/2022/07/14/126365

Ученые из П.Н. Лебедева РАН удалось «сварить» болезнетворные бактерии — золотистый стафилококк и синегнойную палочку — с помощью лазера среднего инфракрасного диапазона. Эксперимент показал, что свет этой длины волны разрывает водородные связи в молекулах белков и нуклеиновых кислот, вследствие чего бактерии теряют свою активность и способность к размножению. Подробнее об эксперименте «Газете.Ru» рассказали в пресс-службе института.

Мы показали, как лазерное излучение среднего инфракрасного диапазона с длинами волн в три и шесть микрометров действует на бактерии на практике. Оказалось, что при этом в клетке происходят резонансные колебания молекулярных связей в основных элементах клеточной структуры: в связях C-N белков и нуклеиновых кислот при воздействии излучения с длиной волны шесть микрон, и связях C-H углеродного скелета — под воздействием трехмикронного излучения, — сообщила «Газете.Ru» Светлана Шелыгина, сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины Института Лебедева РАН..

В ходе исследования исследователи поместили бактерии Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa на подложку из фтористого кальция толщиной 1 миллиметр и облучили их фемтосекундными лазерными импульсами среднего ИК-диапазона с длиной волны 3 и 6 микрон. Эти длины волн соответствуют частотам колебаний амидных групп белков и нуклеиновых кислот (6 мкм) и колебаниям С-Н углеродного скелета, наиболее распространенной связи для всех биополимеров (3 мкм).

Исследователи пояснили, что облучение инактивирует микроорганизмы и разрушает жизненно важные структурные единицы бактериальной клетки: ДНК, РНК, белки и клеточную стенку. Белки в бактериях наиболее сильно подвергаются облучению, что приводит к их денатурации. Наблюдаемая динамическая ИК-лазерная очистка бактериальных культур предполагает возможность доставки излучения на большую глубину, что, по прогнозам исследователей, позволит использовать излучение среднего ИК-диапазона для лечения злокачественных опухолей. В будущем ученые хотят создать портативное инфракрасное обеззараживающее устройство, но для этого требуется достаточно мощный компактный лазерный источник.

Данная технология может быть использована в пищевой промышленности для бесконтактной дезинфекции продуктов через прозрачную упаковку, помещения и инструменты, в медицине для стерилизации инструментов и обработки ран, даже глубоких ран, так как излучение среднего ИК-диапазона не оказывает мутагенного действия. характеристики.

Результаты работы опубликованы в журналах Biomedical Optics Express и Laser Physics Letters.

https://grodno24.com/2022/07/svarili-bakterii-lazerom.html

Образовательный форум по физике МФТИ прошёл в Москве с 4 по 8 июля в рамках Всероссийской студенческой олимпиады «Я - профессионал». Участники в течение 5 дней слушали лекции ведущих ученых и практиков в области физики, участвовали в интенсивах и Физхакатоне. А в заключительный день форума молодые учёные посетили крупнейший научно-исследовательский центр России - Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН.

Участники форума познакомились с результатами актуальных исследований в области физики и уникальными установками, встретились с ведущими учеными и узнали, насколько востребованы их знания физики для развития науки и где их можно реализовать на практике.

Помощник директора ФИАН по научной работе, профессор С.Ю. Савинов в своем вступительном слове рассказал участникам экскурсии о нобелевских лауреатах и истории развития Физического института, научных исследованиях ФИАН и его влиянии на науку в России и в мире.

Ведущий научный сотрудник Лаборатории проблем физики космоса В.С. Бескин обсудил с молодыми учеными современные проблемы теоретической физики и астрофизики. А также продемонстрировал новые подходы к решению актуальных астрофизических задач и рассказал о черных дырах и динамомашине в космосе.

На экскурсии участники образовательного форума познакомились с лабораториями Отделения физики твердого тела, Отделения квантовой радиофизики, Отделения ядерной физики и астрофизики, Центра высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов им. В.Л. Гинзбурга ФИАН.

В отделе твердотельной фотоники ОФТТ сотрудники Физического института продемонстрировали в рабочем режиме современные системы, которые предназначены для получения большинства современных полупроводниковых приборов. В том числе установку, в которой для визуализации внутренней структуры твердого тела используются гиперзвуковые волны.

В Центре лазерных и нелинейно-оптических технологий ОКРФ участники форума познакомились с Лабораторией лазерной нанофизики и биомедицины, в которой ведутся исследования в области взаимодействия лазерного излучения с веществом, включая наноструктурирование поверхностей, воздействие на биоткани и др.; с  Лабораторией фемтосекундной нелинейной оптики, сотрудники которой ведут исследования филаментации лазерных импульсов в газовых и конденсированных средах, создании протяженных плазменных каналов в воздухе и др.; с Лабораторией газовых лазеров и ее основными направлениями исследований: молекулярные, эксимерные лазеры, и их использование.

Сотрудники Отдела лазерной плазмы рассказали об основных научных направлениях: исследование взаимодействия лазерного излучения с веществом, гидродинамических, радиационных и кинетических процессов в импульсной высокотемпературной плазме для решения задач лазерного термоядерного синтеза и создания источников излучения и корпускулярных потоков с контролируемыми характеристиками.

В Отделе физики высоких плотностей энергии ОЯФА студентам показали установку «Эрг», позволяющую в лабораторных условиях увидеть молнию. Участники экскурсии познакомились с современными диагностиками: многоканальные детекторы жестких излучений, лазерное зондирование, измерение ВЧ и СВЧ-излучений, сверхскоростная съемка с наносекундным разрешением.

Физический институт им. Лебедева является базовой организацией трёх кафедр и двух образовательных программ магистратуры ЛФИ МФТИ по направлению подготовки «Прикладные математика и физика». В рамках данного направления сотрудники ФИАН руководят научной работой студентов и преподают специальные дисциплины.

Информация и фото предоставлены отделом по связям с общественностью ФИАН
Разместила Ирина Усик

https://scientificrussia.ru/articles/v-fian-prosla-ekskursia-dla-ucastnikov-foruma-po-fizike-mfti

Ученым из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН удалось «сварить» патогенные бактерии — золотистый стафилококк и синегнойную палочку — с помощью лазера среднего инфракрасного диапазона. Эксперимент показал, что свет этой длины волны разрывает водородные связи в молекулах белков и нуклеиновых кислот, так что бактерия теряет активность и способность к размножению. Этот способ обеззараживания может стать удобным вариантом для быстрой бесконтактной стерилизации продуктов, дезинфекции в больницах и на пищевых производствах, а в перспективе, возможно, позволит создать портативный световой обеззараживатель.

«Мы показали, как на практике воздействует на бактерии лазерное излучение среднего инфракрасного диапазона с длинами волны три и шесть микрометров. Выяснилось, что при этом в клетке возникают резонансные колебания молекулярных связей в основных элементах структуры клетки: в C-N связях белков и нуклеиновых кислот при воздействии излучением с длиной волны шесть микрон и C-H связей углеродного скелета - под действием излучения три микрона», — говорит сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН Светлана Шелыгина.

Широкое применение антибиотиков привело к тому, что сегодня в мире растет доля микроорганизмов, устойчивых к ним. Антибактериальные средства становятся все менее эффективными, поэтому становится актуальным поиск «физических» методов обеззараживания, решающих проблему резистентности микроорганизмов без применения токсичных химических средств.

Химические дезинфицирующие средства разрушают надструктуру белков и других основных компонентов клеточной оболочки, нарушая клеточный метаболизм, но они могут быть токсичными и для человека. Обработка ультрафиолетом ведет к фотолитическму или фотохимическому повреждению молекул клеток: УФ-облучение разрушает ДНК путем прямого воздействия или благодаря образованию димеров циклобутана и пиримидин-(6-4)-пиримидиновых фотопродуктов. Таким образом, оно вызывает мутации ДНК и инактивирует микроорганизмы.

Однако ультрафиолет оказывает разрушительное действие и на ДНК клеток млекопитающих и может спровоцировать развитие меланомы. Кроме того, некоторые виды бактерий способны «чинить» ДНК путем экспрессии фермента ДНК-фотолиазы, который сводит к нулю воздействие ультрафиолета. Поэтому эти два традиционные средства нельзя применять повсеместно, и ученые изучают другие диапазоны длин волн.

Большой интерес представляет именно средний инфракрасный диапазон, поскольку такое излучение избирательно вызывают колебания молекулярных связей жизненно важных структур микроорганизмов. Ученые уже не раз демонстрировали пагубное воздействие среднего ИК-излучения на микроорганизмы от источников тепла, например инфракрасных ламп, при температуре свыше 1000 градусов. Применение лазерных источников для этих целей может быть очень эффективным благодаря высокой интенсивности лазерного излучения, использующего только нужную для воздействия длину волны.

В ходе исследования ученые помещали бактерии культур золотистого стафилококка и синегнойной палочки на подложку из фторида кальция толщиной 1 миллиметр и облучали фемтосекундными лазерными импульсами среднего ИК-диапазона с длиной волны 3 и 6 микрон. Эти длины волн соответствуют частотам колебаний амидных групп белков и нуклеиновых кислот (6 микрон) и С-H колебаний углеродного скелета, наиболее распространенной связи для всех биополимеров (3 микрона). 

Длительность импульса составляла 130 фемтосекунд, энергия импульса — до 4 микроджоулей, а частота — 1 килогерц. Затем ученые получали динамические спектры оптической плотности излучения бактерий. Для обеих бактериальных культур спектры показали синий спектральный сдвиг и просветление образцов в спектральном диапазоне характерных колебаний связей С-N и C-H. С-N связи входят в состав белков и нуклеиновых кислот, тогда как C-H связи являются наиболее распространенными связями во всех биополимерах и относительно равномерно распределены по всему объему бактериальной клетки.

ИК-Фурье-спектр оптической плотности бактерий P. aeruginosa толщиной 1,5 мкм (левая ось) и спектры интенсивности лазерных импульсов с длиной волны 3 мкм и 6 мкм (правая ось)

«В спектрах при разрыве водородных связей наблюдается сдвиг полос в сторону более коротких длин волн. Это обычное явление, причем не только в бактериальных клетках. Наличие синего сдвига говорит о том, что внутри бактерии рвутся водородные связи. Таким образом меняется вторичная и третичная структура белков, происходит денатурация. Одновременно мы наблюдали падение числа колониеобразующих единиц до нуля», — говорит Светлана Шелыгина.

Таким образом, облучение инактивирует микроорганизмы, разрушая жизненно важные структурные единицы бактериальной клетки: ДНК, РНК, белки и клеточную стенку. Белки в бактериях наиболее сильно подвергаются облучению, что приводит к их денатурации. Наблюдаемое динамическое ИК-лазерное просветление бактериальных культур указывает на возможность доставки излучения на большую глубину, что, как предполагают ученые, позволит применять среднее ИК-излучение для лечения злокачественных опухолей. В перспективе ученые хотят создать портативный ИК-обеззараживатель, но для этого требуется достаточно мощный компактный лазерный источник.

Такую технологию можно было бы использовать в пищевой промышленности для бесконтактной дезинфекции продуктов через прозрачную упаковку, помещений и инструментов, в медицине для стерилизации инструмента и обработки ран, причем даже глубоких, так как излучение среднего ИК-спектра не обладает мутагенными свойствами. Возможно, когда-нибудь у каждого из нас будет свой портативный ИК-обеззараживатель, с помощью которого можно будет быстро стерилизовать любую поверхность.

Основные результаты опубликованы в журнале Biomedical Optics Express (показана антибактериальная активность излучения, проведено микробиологическое исследование образцов), в Laser Physics Letters и «Письмах в ЖЭТФ» (исследованы динамические спектры пропускания лазерных импульсов слоем бактерий, для которых наблюдался «синий сдвиг» спектра лазерного импульса для образца с нанесенным слоем бактерий относительно образца без бактерий, который связан с разрывом водородных связей, отвечающих за разрушение вторичной и третичной структуры белков и нуклеиновых кислот). 

Источник информации и фото: ФИАН
Разместила Ирина Усик

https://scientificrussia.ru/articles/fiziki-fian-svarili-bakterii-lazerom

Depositphotos

Ученым из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН удалось «сварить» патогенные бактерии — золотистый стафилококк и синегнойную палочку — с помощью лазера среднего инфракрасного диапазона. Эксперимент показал, что свет этой длины волны разрывает водородные связи в молекулах белков и нуклеиновых кислот, так что бактерия теряет активность и способность к размножению. Подробнее об эксперименте «Газете.Ru» рассказали в пресс-службе института.

«Мы показали, как на практике воздействует на бактерии лазерное излучение среднего инфракрасного диапазона с длинами волны три и шесть микрометров. Выяснилось, что при этом в клетке возникают резонансные колебания молекулярных связей в основных элементах структуры клетки: в C-N связях белков и нуклеиновых кислот при воздействии излучением с длиной волны шесть микрон и C-H связей углеродного скелета — под действием излучения три микрона», — рассказала «Газете.Ru» сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН Светлана Шелыгина.

В ходе исследования ученые помещали бактерии культур золотистого стафилококка и синегнойной палочки на подложку из фторида кальция толщиной 1 миллиметр и облучали фемтосекундными лазерными импульсами среднего ИК-диапазона с длиной волны 3 и 6 микронов. Эти длины волн соответствуют частотам колебаний амидных групп белков и нуклеиновых кислот (6 микрон) и С-H колебаний углеродного скелета, наиболее распространенной связи для всех биополимеров (3 микрона).

Облучение инактивирует микроорганизмы, разрушая жизненно важные структурные единицы бактериальной клетки: ДНК, РНК, белки и клеточную стенку, пояснили ученые. Белки в бактериях наиболее сильно подвергаются облучению, что приводит к их денатурации. Наблюдаемое динамическое ИК-лазерное просветление бактериальных культур указывает на возможность доставки излучения на большую глубину, что, как предполагают ученые, позволит применять среднее ИК-излучение для лечения злокачественных опухолей. В перспективе ученые хотят создать портативный ИК-обеззараживатель, но для этого требуется достаточно мощный компактный лазерный источник.

Такую технологию можно было бы использовать в пищевой промышленности для бесконтактной дезинфекции продуктов через прозрачную упаковку, помещений и инструментов, в медицине для стерилизации инструмента и обработки ран, причем даже глубоких, так как излучение среднего ИК-спектра не обладает мутагенными свойствами.

Результаты работы были опубликованы в журналах Biomedical Optics Express и Laser Physics Letters.

Алексей Ленский

https://www.gazeta.ru/science/news/2022/07/12/18114470.shtml

«Сварить» патогенные бактерии, вызывающие болезни желудочно-кишечного тракта, при помощи лазера удалось ученым из Физического института имени П.Н.Лебедева РАН. На основе данной технологии в будущем можно будет создать ручной лазерный обеззараживатель для быстрой стерилизации любых поверхностей на пищевых производствах, в больницах, для быстрой бесконтактной стерилизации продуктов и обработки ран.

Фото: Clyde He\Unsplash.

Широкое применение антибиотиков привело к расту устойчивых к ним микроорганизмов. С ними борются различными средствам. Однако имеющиеся химические дезинфицирующие вещества могут быть токсичными, а ультрафиолет опасен побочными мутациями ДНК.

Поэтому наиболее актуален сейчас поиск «физических» методов обеззараживания, решающих проблему устойчивости (резистентности) микроорганизмов без применения токсичных средств. Идея уничтожать опасные бактерии лазером была предложена сотрудником ФИАНа Сергеем Кудряшовым.

Как сообщили «МК» в ФИАНе, в качестве объектов для эксперимента были выбраны золотистый стафилококк и синегнойная палочка –  возбудители самых распространенных болезней, к примеру гастроэнтероколитов и диареи. 

В ходе эксперимента ученые помещали бактерии культур на подложку из фторида кальция толщиной 1 миллиметр и облучали фемтосекундными лазерными импульсами среднего ИК-диапазона с длиной волны 3 и 6 микронов, которые максимально поглощаются именно этими бактериальными клетками. Длительность импульса составляла 130 фемтосекунд (одна фемтосекунда равна 10 в -15 степени секунды). 

Такое излучение оказалось губительным для бактерий. Эксперимент показал, что свет именно этих длин волн разрывает водородные связи в молекулах белков и нуклеиновых кислот, так что бактерия теряет активность и способность к размножению. При этом для полезных бактерий и клеток организма лазерный луч обеззараживателя остается совершенно безвреден.

Такую технологию, по словам одного из авторов работы Светланы Щелыгиной, можно было бы использовать в пищевой промышленности для бесконтактной дезинфекции продуктов через прозрачную упаковку, помещений и инструментов, в медицине для стерилизации инструмента и обработки ран, причем даже глубоких, так как излучение среднего ИК-спектра не обладает мутагенными свойствами.

 Возможно, когда-нибудь у каждого из нас будет свой портативный ИК-обеззараживатель, с помощью которого можно будет быстро стерилизовать любую поверхность. Для человека и домашних животных он будет совершенно безопасен, как и инфракрасное излучение от обычных бытовых нагревателей.

Наталья Веденеева

https://www.mk.ru/science/2022/07/12/uchenye-razrabotali-lazer-kotoryy-budet-ubivat-opasnye-bakterii-cherez-upakovku.html

В Пущино прошёл первый фестиваль авангардной музыки и науки под открытым небом обсерватории АКЦ ФИАН, при поддержке спонсоров его провела команда местных творческих проектов – фестиваль в Подмоклово, объединение Точка190 и лекторий ScienceTalks.

Пульсары – это быстро вращающиеся пульсирующие нейтронные звёзды. Для их изучения в Пущино есть два специальных телескопа, один из которых уникальный – представлен в единственном экземпляре и достигает площади 8 га.  Импульс, который учёные-радиоастрономы считывают здесь, на Земле, поступает от таких звёзд с точностью до 12 знака после запятой. То есть пульсары задают ритм, стабильность, частоту – так они связаны с музыкой.

Главной площадкой для концерта стал огромный телескоп РТ-22, диаметр его зеркала – 22 метра. Специально для «Пульсаров» тарелку телескопа повернули так, чтобы разместить музыкальную сцену и лекторий. Здесь прозвучали И.С. Бах, Г. Гульд и А. Пярт в исполнении Екатерины Державиной. «Небесные механики» на препарированном рояле в исполнении Влада Чубенко и Варвары Крюковой. «Академическую электронику» – К. Саариахо, С. Райха  – исполнил Сергей Полтавский (альт). Завершили музыкальную программу первой части «Пульсаров» экспериментальный импровизационный сет от Пипл трио (Аркадий Пикунов, Петр Ившин, Сергей Полтавский), Петра Айду и Николая Попова – во время импровизации клавиши рояля и вовсе были сняты.

Научный лекторий Science Talks, проект пущинского учёного Антона Попова, пригласил на фестиваль четверых спикеров-учёных наукограда.  Сергей Тюльбашев, директор ПРАО ФИАН, Алексей Лупачёв, к.б.н., с.н.с. ИФХИБПП РАН, Дарья Ветошкина и специалист компании Нанолек, которая поддержала фестиваль, рассказали гостям о том, как в наукограде изучают звёзды, почвы, ледники и разрабатывают вакцины.

Вечером гости фестиваля переместились на вторую сцену, в лес – на опушке в закатном солнце прозвучал Концерт для птиц. Это произведения Н.Корндорфа, О.Мессиана, К. Дебюсси, Дж. Кейджа, которым по задумке не нужен слушатель, они звучат для обитателей леса на рассвете или закате, когда те наиболее внимательны. Завершил фестиваль ансамбль Rosarium под упр. М.Катаржновой — после репетиций в лесу, они исполнили серию пьес FIORI MUSICALI, Георга Пелециса.

https://muzlifemagazine.ru/v-naukograde-pushhino-proshel-festival/