Три проекта Пензенского госуниверситета выиграли гранты РНФ
Российский научный фонд (РНФ) определили победителей конкурсов Президентской программы исследовательских проектов 2023 года на получение грантов. Три проекта ученых Пензенского государственного университета получили грантовую поддержу на реализацию.
РНФ проводил конкурс по следующим направлениям:
— «Проведение инициативных исследований молодыми учеными»;
— «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых», конкурса продления проектов научных групп под руководством молодых ученых, поддержанных в 2020 году.
По результатам конкурсов РНФ поддержал 431 инициативный проект молодых ученых грантами размером до 2 млн рублей ежегодно,
254 проекта молодежных научных групп с финансированием до 6 млн рублей ежегодно, продлил финансирование 109 аналогичных проектов, поддержанных в 2020 году.
Молодые ученые Пензенского государственного университета при грантовой поддержке смогут доработать и усовершенствовать свои исследования в области медицины, наноинженерии и интеллектуальных систем.
Канд. мед. наук, доцент кафедры «Терапия» Медицинского института Алена Голубева работает над проектом «Разработка скрининговой модели риска развития патологического ремоделирования и сердечной недостаточности на основе комплексной оценки состояния биомеханики сердца и вегетативной регуляции у больных инфарктом миокарда».
Сумма гранта 1,5 млн рублей ежегодно.
Разработчики предлагают 2D и 3D-спекл-эхокардиография — программный продукт, встроенный в ультразвуковые аппараты эхокардиографии последнего поколения, — прогрессивный способ изучения сократительной способности миокарда (врожденная способность сердечной мышцы сокращаться). Изучая деформационные характеристики у людей с острым инфарктом миокарда методом 2D и 3D-векторного анализа, специалисты смогут прогнозировать вероятность патологического ремоделирования, то есть процесс комплексного нарушения структуры и функций сердца. Выделение и тщательное изучение этой группы пациентов, поможет подобрать верную тактику ведения и лечения в раннем постинфарктном периоде.
Применение методики 2D-спекл-эхокардиографии (2D STE) расширило возможности оценки сократимости левого желудочка (ЛЖ) и понимания механизмов реализации важнейшей функции сердца. Применение 3D-спекл-эхокардиографии, позволяет более точно определять показатели продольной, циркулярной, радиальной деформации, а также ротации и скручивания левого желудочка одномоментно за один сердечный цикл, что согласуется с результатами магнитно-резонансной томографией.
Методика анализа работы миокарда позволяет провести более подробный анализ процессов структурно-функционального ремоделирования ЛЖ и механизмов влияния на сократительную функцию ЛЖ у пациентов с ХСН. Магнитно-резонансное томография (МРТ) сердца позволяет прижизненно диагностировать миокардиальный фиброз, являясь альтернативой эндомиокардиальной биопсии. Многочисленные исследования подтвердили ценность вариабельности сердечного ритма в прогнозировании общей смертности и прогрессировании хронической сердечной недостаточности. Актуальность решения проблемы обусловлена стремительной эволюцией возможностей коррекции сердечной деятельности, требующей углубления и расширения фундаментальных знаний о сократимости сердца после инфаркта миокарда. Наличие самого современного УЗИ-сканера с 3D-технологией и проведение MPT сердца позволяют считать актуальной данную задачу. Накопление фактических данных о контрактильности сердца по данным 2D, 3D-спекл-эхокардиографии и МРТ у больных острым инфаркта миокарда, безусловно, улучшит понимание компенсаторно-приспособительных механизмов.
«Поиск взаимосвязей между структурными изменениями сердечной мышцы в раннем постинфарктном периоде и механизмами регуляции сердечного ритма важны не только для понимания патоморфологии и биомеханики сердца, но и для поиска в дальнейшем эффективных путей хирургической коррекции и фармакотерапии острого инфаркта миокарда. Концепция использования совокупности показателей этих методик открывает блестящие перспективы для разработки прогностической модели развития патологического постинфарктного ремоделирования и хронической сердечной недостаточности», — поделилась Алена Голубева.
Напомним, Алена Голубева является победителем конкурса «Ректорские гранты» ПГУ для молодых кандидатов наук 2022 года.
Канд. физ-мат. наук, доцент кафедры «Нано- и микроэлектроника» Политехнического института Андрей Карманов также является победителем ректорских грантов для молодых кандидатов наук 2022 года. Его проект «Наноструктурная инженерия металлооксидных наноматериалов, предназначенных для использования в сенсорных технологиях» посвящен наноструктурной инженерия металлооксидных наноматериалов для сенсорных приложений, а также разработке моделей, объясняющих роль структурного фактора в формировании параметров газовых сенсоров хеморезистивного типа, созданных на основе такого рода материалов и позволяющих сформировать критерии выбора оптимальной структуры с точки зрения величины сенсорного отклика и быстродействия.
Свойства многих приборов, включая газовые сенсоры, контролируются структурными свойствами материалов, используемых для их производства. В частности, чувствительность и быстродействие газовых сенсоров хеморезистивного и потенциометрического типа на основе широкозонных металлооксидов зависят от толщины газочувствительного слоя (пленки), размера кристаллитов, размера пор, площади межкристаллитных барьеров, стехиометрии и поверхностной архитектуры кристаллитов. При этом для достижения приемлемых параметров сенсоров необходимо, чтобы пленки имели малый размер зерна, большую концентрацию пор различного размера и ранга (макро-, мезо- и микропор) и другие параметры. К сожалению, в настоящее время не существует методов, позволяющих целенаправленно оптимизировать все требуемые параметры газочувствительного материала. А это означает, что материалы, используемые при изготовлении приборов, как правило, не обладают полным набором параметров, оптимальных для данного применения. Поэтому, если удастся разработать технологии, позволяющие оптимизировать конкретный структурный параметр металлооксидных материалов, то появятся дополнительные возможности для улучшения характеристик сенсоров, таких как чувствительность, быстродействие и стабильность. Указанная проблема свойственна всем приборам, разрабатываемым на основе металлооксидов.
Андрей Карманов в ходе работы над проектом сможет реализовать ряд задач: разработать новые методы и подходы синтеза металлоксидных наноматериалов; комплексно исследовать полученные наноматериалы современными методами нанодиагностики; изготовить экспериментальные образцы и другие.
«Все это и многое другое задаст не только важный базис в области наноструктурной инженерии металлооксидных наноматериалов для сенсорных приложений, но и имеет реальное практическое приложение в виде возможного создания высокочувствительных и быстродействующих газовых сенсоров», — рассказал разработчик.
Сумма гранта 1 млн 450 тысяч рублей каждый год.
Канд. техн. наук, доцент «Системы автоматизированного проектирования» Политехнического института Антон Финогеев получил продление финансирования на проект «Проактивный подход к мониторингу событий в сложных распределенных системах интеллектуального города с использованием технологий больших данных и предиктивной аналитики» в размере 5 млн рублей ежегодно.
Работает над проектом более трех лет научный коллектив Пензенского госуниверситета под руководством кандидата технических наук, доцента кафедры «Системы автоматизированного проектирования» Антона Финогеева. Напомним, в 2020 году проект впервые был поддержан грантом Российского научного фонда с правом пролонгации.
В ПГУ уже проработали интеллектуальную систему, которая способна предотвращать экстренные и аварийные ситуации на дорогах города, сейчас ученые работают над объединением концепции интернета вещей, информационных и коммуникационных технологий для управления городской инфраструктурой: транспортом, образованием, здравоохранением, системами ЖКХ и так далее.
«Мы давно работаем над этим вопросом. Умный город — это комфортный и безопасный для проживания город. Аварийные ситуации нарушают этот баланс. ДТП, разумеется, — одни из основных негативных проявлений, которые мешают спокойной жизни горожан. Но, помимо этого, в городе может происходить и ряд других ЧП. Например, аварии на коммунальных системах. Важно своевременно о них знать, то есть прогнозировать их. Этим мы сейчас и занимаемся, мы значительно расширили исследование, буквально, охватив весь город. Цель создания „умного города” — улучшение качества жизни жителей», — поделился Антон Финогеев.
Ученые предлагают использовать цифровые данные для анализа слабых мест городских служб. Они уверены, что многие системы контроля, например, камеры фотовидеофиксации нарушений ПДД, счетчики, терморегуляторы отопительных систем и другие регистраторы различных показателей могут быть полезными не только по своему прямому назначению. Их показания необходимо включить в большую систему данных, где они будут «обучать» интеллектуальную систему умного города.
Авторы предполагают собирать всю «городскую информацию» из двух основных источников: от внешних сенсоров (например, камеры фотовидеофиксации) и из открытых источников в сети Интернет.
Научный коллектив продолжает свое исследование. Умный город сможет охватить все сферы городской жизни. Это позволит сделать жизнь горожан безопаснее и комфортнее.
