Российская наука и мир (дайджест)

Сотрудники ВНИИ экспериментальной физики и их коллеги из Санкт-Петербургского политехнического государственного университета разрабатывают математическую модель как самого пожара, так и технологии борьбы с ним с помощью диспергированной воды. В результате можно будет не только разобраться в процессах, которые происходят с микроскопическими каплями воды в зоне пожара, но и выбрать наиболее эффективный и экономичный способ потушить огонь.
В основе проекта - использование распыленной воды с величиной отдельных капель около 100 микрон. Аэровзвесь обладает огромной удельной поверхностью, поэтому зона горения быстро охлаждается. Да и объем у облака диспергированной воды на порядки больше, чем у струи воды той же массы.

Russian scientists are developing a mathematical model of both the fire itself and the technology needed to fight it that uses disperses water. As a result it will be possible not only to gain a thorough understanding of the processes that occur with microscopic water droplets in the zone of the fire, but also to select optimal, that is the most effective and economical, means to put out a fire. Information support for the project comes from the International Science and Technology Centre, whose specialists found the project to have immense potential.
At the heart of the project, which involves the work of specialists from the All-Russia Research Institute of Experimental Physics (Sarov) and their colleagues from the St. Petersburg State Polytechnic University, lies the use of sprayed water where the individual droplets are about 100 microns in size. While it may seem strange to the layperson that such small droplets could put out a blazing fire, the specialists are in no doubt at all. Its advantages are in the following.
An aero-suspension (aerosols or droplets in air) has an immense specific surface, so the burning zone rapidly cools. The volume of the dispersed water cloud, too, is an order greater than from a jet of water of the same mass. Therefore the efficiency coefficient or, more specifically, the coefficient of water use, is tens of times higher as compared with a usual jet, even if such a jet is both powerful and precisely directed. Furthermore, in the event of a forest fire, for example, when the area of coverage is very large, it is practically impossible to cope with the fire with individual jets or with a localized strike per se; while pouring on water in one place, the fire flares up in another. In addition, the damage caused to a building by putting out a fire is comparable to the damage from the fire itself, while a mist would be very unlikely to even affect electronic equipment.
In theory, there is no doubt that the method has considerable promise. However, in practice things do not always turn out so simply. To ensure the method really is effective, a multitude of factors have to be borne in mind. These factors include the correlation between the specific power of the focal point of the burning and the sizes of the space to be protected, the size, concentration and rate of movement of the droplets, the intensity and duration of the process of extinguishing the fire for different fire fighting systems that use fundamentally different means of obtaining the active material and many others.
Furthermore, serious theoretical studies are needed, relative to the formation and the behaviour of water droplets at high temperature, and to the parameters of gas flows in the area of the fire and in its direct vicinity. The fact is that the high efficiency of this method is conditioned by the fact that dispersed water rapidly cools the zone of the burning, while water vapour forces out the oxygen from it. This is the so-called phlegmatization method, in part resembling how fire is covered with a thick blanket, only here a cloud of mist covers the entire zone of the fire at once, depriving the fire of heat, air and, finally, its very life. However, this is of course if the dispersed water reaches the zone of the fire, and in the sufficient quantity. Therefore, conditions have to be created so that its convection flows were as if drawn into the area of the fire before the minute droplets can evaporate from the heat or before they are carried away by a flow of hot gases.
Mathematical modelling helps the scientists to cope with such complicated and multiple-factor research. They have already achieved serious success in developing the mathematical model of certain processes that occur during the burning and extinguishing of fires with dispersed water. However, virtual experiments alone are not enough for a complete solution of the set tasks; what are needed are genuine, full-scale experiments, as it is these that will enable the more precise definition of the numerical model and the final determination of the optimal means for putting out a fire with dispersed water.
VNIIEF has the required conditions, that is, a testing ground, where such experiments may be conducted. However, unfortunately it is not yet sufficiently equipped with the requisite equipment, such as IR sensors that would enable rapid measurement of temperature in any point, both in the very focal point of the fire and in the space around it. Yet the scientists know for sure what equipment they need and they are confident that, with the required financing, they could develop the technology to help put out a fire rapidly, effectively and as safely as it could possibly be done. The guarantee of success lies in the colossal experience and knowledge that is available.

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Russia-InfoCenter / 9.02.2007

Russian Biophysicists To Create "Material Of Future"

Красноярские ученые из Института биофизики СО РАН создали уникальный биоматериал под названием биопластотан, который называют "материалом будущего" для медицины. Этот полимер изготовлен не из синтетических веществ, а из микроорганизмов, за счет чего способен полностью распадаться в окружающей среде и обладает хорошей биосовместимостью.

Biophysicists from Krasnoyarsk Institute of Biological Physics of Siberian branch of Russian Academy of Sciences have created a unique biomaterial "Bioplastotan", which people call "material of future" for medicine.
Unique characteristic of said material is that the polymer is made by microorganisms with no synthetic materials used, said the head of the laboratory. Thus, the polymer is biocompatible and is able to degrade completely in the environment. This material can find many applications, including medicine, pharmacology, food industry and agriculture.
"Bioplastotan" can be used in cardiovascular surgery and transplantology. Fibers of bioplastotan help restoring vessels and disappear without any clots. The material is very stable and can compete with metal prosthetic devices, since it can replace bone tissue.
Special flexible fibers and films made of these material can be used during complex medical surgery. No analogues of these scientific developments exist.

© Garant-InfoCentre, 2004-2006.

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AUF - France / 23 février 2007

Les cinq récipiendaires de l'édition 2007 du prix sont toutes des spécalistes des sciences de la matière

Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института высокомолекулярных соединений РАН (Санкт-Петербург) Татьяна Бирштейн стала лауреатом премиии Л'Ореаль-ЮНЕСКО, учрежденной в 1998 году для поддержки женщин, посвятивших себя науке. Премия присуждена за научные исследования в области статистической физики полимеров.

Cinq éminentes femmes de science venant de cinq continents ont reçu, le 22 février, le 9ème Prix L'Oréal-Unesco pour les Femmes et la Science. Les distinctions ont été remises au siège de l'Unesco par Koïchiro Matsuura, directeur général de l'Unesco, et Sir Lindsay Owen-Jones, président de L'Oréal.
Ameenah Gurib-Fakim, professeure de chimie organique et pro vice-chancelière de l'Université de Maurice, a été désignée lauréate pour l'Afrique "pour son inventaire des plantes de Maurice et sa recherche sur leurs applications biomédicales". Elle a réalisé le premier inventaire complet des plantes aromatiques et médicinales de Maurice et de l'île voisine Rodrigues. Son analyse scientifique des propriétés antibactériennes, antifongiques et antidiabétiques de diverses plantes a permis d'ouvrir la voie à leur utilisation en tant qu'alternative efficace aux médicaments commerciaux.
La pro vice-chancelière Gurib-Fakim a fait ses études aux universités de Surrey et d'Exeter en Angleterre. Mère de deux enfants, elle est la première femme à avoir été promue au rang de professeur à l'Université de Maurice en 2001.
Les quatre autres lauréates sont:
Ligia Gargallo, professeure au département de chimie et physique à l'Université catholique pontificale du Chili, à Santiago, a reçu le prix "pour ses études sur les solutions de molécules flexibles à longue chaîne". Elle a étudié notamment la manière dont les monomères interagissent pour conférer à l'enzyme ses propriétés fonctionnelles. Les résulats qu'elle a publiés permettent le développement d'applications dans des domaines tels que la technologie, la médecine et l'environnement.
Mildred Dresselhaus, du Massachusetts Institute of Technology, à Cambridge, aux États-Unis, a été distinguée "pour ses études théoriques en physique des solides et en particulier sa conceptualisation des nanotubes de carbone". Grâce à leur petite taille, leur solidité mécanique extrêmement élevée et une grande conductivité électrique, les nanotubes de carbone sont idéaux pour les nouveaux matériaux utilisés dans la fabrication des bicycles "poids-plume" et les écrans plats.
Margaret Brimble, professeure à la chaire de chimie organique et médicinale de l'Université d'Auckland, en Nouvelle-Zélande, a été honorée "pour ses synthèses de produits naturels complexes, en particulier des toxines trouvées chez les mollusques". Elle a consacré une grande partie de son travail à la synthèse des toxines de mollusques qui sont utiles à la conception de médicaments destinés à soigner l'Alzheimer, l'épilepsie, l'hypertension, les accidents vasculaires et le cancer.
Tatiana Birshtein, professeure à l'Institut des composés macromoléculaires et membre de l'Académie russe des sciences, à Saint-Pétersbourg, en Russie, a été distinguée "pour ses recherches sur la forme, la taille, et les mouvements des molécules en longue chaîne". Elle a découvert des propriétés d'auto-organisation de divers systèmes polymériques remarquables, utilisés dans la fabrication du nylon, du polyester, de la mousse de polystyrène, du Plexiglas ou du Téflon.
Les lauréates 2007, qui ont reçu 100 000 dollars chacune, ont été sélectionnées par un jury international présidé par le professeur Pierre-Gilles de Gennes, prix Nobel de physique, en présence du professeur Christian de Duve, prix Nobel de médecine et président-fondateur du Prix L'Oréal-Unesco en 1998.
Les femmes sont encore très souvent ignorées et discriminées dans le monde scientifique. Elles ne représentent que 27% des chercheurs dans le monde avec de grandes disparités selon les continents : 46 % en Amérique du Sud, 29% en Afrique, 15 % en Asie, selon une étude de l'Unesco réalisée en 2006.
Pour l'Europe, la Commission européenne a recensé 32% de femmes dans les laboratoires publics et 18 % seulement dans les laboratoires privés. Quant à l'OCDE, elle note une forte déperdition d'étudiants en sciences et technologies, particulièrement prononcée chez les filles, notamment aux États-Unis, au Canada et en France.
Les Prix L'Oréal-Unesco ont pour objectif de reconnaître la contribution de chercheuses émérites au progrès de la science et d'encourager la participation féminine à la recherche scientifique. À ce jour, 47 scientifiques originaires de 21 pays ont été distinguées.
En plus des prix, quinze bourses internationales Unesco-L'Oréal sont attribuées chaque année à de jeunes post-doctorantes.

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AlphaGalileo / 02 February 2007

Old age, death and evolution

Гипотеза об эволюционном происхождении старения принадлежит специалисту Института биологии внутренних вод им. И.Д.Папанина А.В.Макрушину. Согласно этой теории, первые многоклеточные организмы обладали физическим бессмертием, но в ходе эволюции это свойство было утеряно.

A hypothesis of the evolutionary origin of ageing has been suggested by A.V. Makrushin, specialist of the I.D. Papanin Institute of Biology of Inland Waters (Russian Academy of Sciences) and published in the Progress of Gerontology journal (2006, issue 19). According to this hypothesis, Metazoa animals had initially possessed physical immortality, but lost this property in the course of evolution.
The first Metazoa animals possessed a modular structure, consisting of several identical individuals combined into a colony. The colony appeared due to gemmation, where sponges grow out of the body of another sponge, to form a colony of perfectly identical creatures. A sponge colony is motionless. If the environment changes, the colony cannot move but can change shape. This happens as follows: some members of the colony are born, others - atrophy, or, as the researchers say, undergo involution.
A signal to involution for some members is formation of other members. The members of a growing colony use substances released after the old members atrophy as building materials. Since all modules of the colony are genetically identical, the death of some part of them does not damage the gene pool. Therefore, this ancient extinction mechanism served exclusively for changing the colony shape and did not promote evolution of modular organisms.
In the course of evolution, animals reproducing in an asexual way started to separate completely from each other. A lot of Polychaeta worms can reproduce by division or even by gemmation, but each derived organism already lives separately. However, in such way of reproduction, gemmation of descendants causes involution of parental tissues as before.
The difference is that the parental organism dies in this case, so, in A.V. Makrushin's opinion, this can be already considered ageing. However, such ageing does not impact the evolution yet, because the genotype of the parents that died of old age continues to exist in their offsprings. However the Metazoa animals continued to evolve and finally did away with gemmation. Each of their offsprings, with the exception of monozygotic twins, possessed a unique genotype, and the loss of an individual was an irreplaceable genetic loss. And the mechanism of gerontal involution of tissues, which was preserved by these advanced creatures, resulted now not only in the death of a single individual, but in changing the gene pool of an entire species. Thus ageing began to influence the species evolution.
All Metazoa animals are descendants of modular organisms, from which they inherited ability to gerontal tissue involution. This is a universal and very ancient mechanism of ageing. Probably, it originated several times in the course of evolution of different groups of modular multicellular animals.
A.V. Makrushin also gives other examples where, from his point of view, ageing happens according in line with other mechanisms. For example, some hydra species die a natural death, having completed reproduction, but some adult insects die of hunger as their oral organs are underdeveloped. Their life span is determined by the fat reserve accumulated during their larval existance.
However, the primary ageing mechanism of the multicellular is gerontal tissue atrophy. Now, this mechanism is a key part of evolution, including human development, which means we have to grow old.

© AlphaGalileo Foundation 2003.

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Zonebourse.com - France / 22/02/2007

Alcoa Inc : Alcoa crée un centre d'innovation en Russie

Компания по производству алюминия Alcoa объявила о создании исследовательского центра совместно с российскими университетами и лаботаториями, в первую очередь с теми, чья деятельность направлена на исследование и разработку горнопромышленных и очистительных технологий.

Alcoa (NYSE : AA) a annoncé aujourd'hui avoir créé un centre d'excellence en innovation en partenariat avec des universités russes de premier plan dont les activités seront axées sur des projets de recherche et développement de techniques novatrices minières, d'affinage et d'extraction par fusion.
"En établissant des relations avec des universités chefs de file, des laboratoires nationaux et des organisations de recherche et développement partenaires dans des pays en croissance, Alcoa enrichit son réservoir de connaissances et continue à se positionner à la pointe des innovations sur ses marchés clés", a déclaré Mohammad Zaidi, vice-président exécutif, Stratégie de marché, technologie et qualité. "Grâce à la coopération de spécialistes les plus doués, et les meilleurs au monde, possédant des compétences dans les sciences qui constituent la base de nos marchés clés, nous sommes en train de créer un puissant moteur de développement."
Alcoa a signé des accords avec l'Université d'État de Moscou, l'Institut minier d'État de Saint-Pétersbourg et l'Université polytechnique de l'Oural à Ekaterinbourg qui prévoient leur collaboration dans des projets de recherche et développement axés sur les techniques de transformation minière et d'affinage. Ces accords complètent les projets déjà mis en place par Alcoa en Russie dans le domaine de la recherche. La fondation Alcoa finance, depuis 2005, un programme majeur en Russie dont la mission est de soutenir l'éducation dans trois importantes universités techniques à Moscou, Samara et Rostov-sur-Don, qui sont les trois régions clés où la société a des bureaux et des sites de production.
"Le climat économique d'aujourd'hui exige d'établir des relations de collaboration entre les entreprises et les universités, et c'est quelque chose qu'Alcoa fait depuis de nombreuses années", a souligné Dave Olney, vice-président de la technologie et d'Alcoa Business System (ABS) chez Alcoa World Alumina. "La communauté scientifique russe jouit d'une réputation remarquable et nous sommes heureux de voir qu'il y a une énergie positive entre nos chercheurs et ses universités", a-t-il ajouté.
Le Centre d'excellence en innovation d'Alcoa, situé à Saint-Pétersbourg, en Russie, fait partie d'un modèle d'entreprise ouvert et plus vaste en matière d'innovation dont les activités sont centrées sur l'utilisation des ressources de recherche et développement dans les pays en croissance rapide. Alcoa a annoncé, le mois dernier, la signature d'un protocole d'accord avec le Conseil de recherche scientifique et industrielle de l'Inde qui prévoit leur coopération dans des projets de recherche conjointe sur des problèmes internationaux essentiels comme l'efficacité énergétique, les sources d'énergie alternatives et renouvelables, les technologies de l'environnement ainsi que des solutions techniques de matériaux multiples. En Chine, Alcoa travaille avec la Northeastern University (NeU) de Shenyang et la Central South University (CSU) de Changsha, les deux sous la gestion directe du Ministère de l'éducation chinois. La coopération entre Alcoa et les universités NeU et CSU se focalise sur les technologies innovantes des procédés de fabrication, l'efficacité énergétique et les nanotechnologies.
À propos d'Alcoa Technology
L'organisation technique mondiale d'Alcoa est composée de milliers de scientifiques, ingénieurs et chercheurs dans le monde entier qui sont voués à la découverte et au développement de la nouvelle génération de produits, procédés et services Alcoa. La communauté scientifique d'Alcoa est connectée à travers le monde à des centres de recherche et des universités en Russie, en Chine, en Inde, en Europe et aux États-Unis. Fondée sur l'esprit novateur de Charles Martin Hall et son brevet qui a révolutionné le secteur de l'aluminium, Alcoa a aujourd'hui plus de 2 600 brevets actifs. La société possède également le plus grand centre de recherche et de développement sur les métaux légers, qui est l'un des deux seuls centres de ce type qui existent dans le monde. Alcoa investit chaque année environ 1 % de son chiffre d'affaires dans la recherche et le développement, ce qui contribue à bâtir la base de son avenir.
À propos d'Alcoa
Alcoa, le plus grand fabricant et exploitant de sites d'aluminium de première fusion, d'aluminium semi-fini et d'alumine, est active dans tous les aspects importants de l'industrie. Alcoa travaille pour les marchés aérospatial, automobile, de l'emballage, du bâtiment et de la construction, des transports commerciaux et des marchés industriels, et apporte à ses clients les capacités diverses de ses divisions - techniques, de conception, de production et autres. En plus des produits et composants en aluminium, Alcoa commercialise également des marques grand public dont les feuilles d'aluminium et les films en plastique Reynolds Wrap(R), les roues Alcoa(R) et les emballages ménagers Baco(R). Parmi ses autres produits figurent les fermetures, les systèmes de fixation, les moulages de précision et les systèmes de distribution électrique pour les automobiles et les camions. La société emploie 123 000 personnes dans 44 pays et a été désignée parmi les sociétés les plus impliquées dans le développement durable au Forum économique mondial de Davos, en Suisse. Plus d'informations sont disponibles sur www.alcoa.com