Получение мегагранта – важная веха для любого российского научного института или вуза, вершина поддержки ученых в стране. В этом году на финансирование по этой программе претендовало порядка 450 исследовательских команд, и только 36 в итоге сочли достойными для получения гранта от правительства страны. Среди них оказался Международный научный центр SCAMT Университета ИТМО, ставший единственным петербургским учреждением, получившим в 2019 году мегагрант.
В рамках проекта планируется работа над инновационными материалами для самых разных применений – от заживления ран до очистки воды от тяжелых металлов. Зарубежным научным партнером для SCAMT стала канадско-израильская ученая, в настоящее время работающая в Университете Торонто, – Евгения Кумачёва.
«Получение мегагранта определяется научной повесткой и тем зарубежным ученым, который планирует сюда приезжать для реализации проекта, – поясняет руководитель SCAMT Владимир Виноградов. – Евгения Кумачёва действительно очень известный ученый с высоким индексом цитирования (h index – 80), она является одним из редакторов в журнале Science Advances и находится на пике своей научной карьеры. Ей и раньше предлагали поучаствовать в мегагрантах, но вместе с ИТМО она наконец согласилась на это, что является для нас очень большой удачей».
«Я училась в Санкт-Петербурге, и у меня до сих пор теплые чувства к этому городу, – рассказала Кумачёва о причинах, по которым она согласилась стать научным партнером проекта. – Я посетила SCAMT, познакомилась с людьми, которые здесь работают, и мне понравилось увиденное».
Новые материалы – новые возможности
Как отмечают в SCAMT, объединение усилий ученых Международного центра, компетенций Евгении Кумачёвой в области полимерной химии и наноструктурирования, а также инженерной базы Университета ИТМО, позволит вести интердисциплинарные исследования, которые при этом будут нацелены на как можно более быструю фактическую реализацию.
«Глобально наш проект состоит из нескольких основных задач – к примеру, печать умных заживляющих повязок, которые содержат множество активных реагентов, таких как антибактериальные, ранозаживляющие, антинекротические, – рассказывает Софья Морозова, отвечающая за научную часть реализации проекта в рамках мегагранта. – Это позволяет создать персональные медицинские устройства для каждого пациента, под конкретную задачу. Далее – создание ион-селективных и ион-экстрагирующих мембран на основе гидрогеля, содержащих графеновые квантовые точки, которые позволят очищать воду от тяжелых металлов, а в дальнейшем – определять, что именно за металлы содержатся в водоемах, и экстрагировать их для дальнейшего использования».
Также предлагается создать материалы, которые реагировали бы на внешние воздействия – свет, изменение температуры, механическое воздействие. Такие материалы можно будет использовать в качестве умных имплантов – к примеру, во внутренние органы пациента. Они смогут оперативно показывать изменения в состоянии больного. При этом планируется использовать не только технологию 3D-печати, но и так называемую 4D-печать. Это принцип, когда отпечатанные материалы не остаются неизменными, а со временем приобретают какие-то новые свойства.
«Мы предложили амбициозную программу, которая находится в авангарде передового материаловедения. Мы надеемся разработать новые коллоидные чернила для 3D-печати и новые функциональные материалы для широкого спектра применений», – добавила Кумачёва.
Впрочем, проект может решать не только медицинские и косметологические проблемы. В частности, ученые предлагают решения и для пищевой промышленности. К примеру, переработка пищевого сырья с использованием 3D-конструкций позволит получать новые продукты и существенно удешевлять имеющиеся технологии.
«Обычно пищевое сырье (первичное или вторичное) смешивают с ферментами или микроорганизмами, которые осуществляют свою каталитическую функцию, но при этом навсегда остаются в продукте и присутствуют в финальном составе. Новые конструкции, напечатанные с помощью 3D-принтинга, могут изменить эту ситуацию, то есть во время прогона по конструкции сырье реагирует с подобными культурами, но они остаются в конструкции, а не переходят в конечный продукт. Это существенно удешевляет продукт за счет того, что не надо постоянно покупать новые культуры. Таких технологий сейчас на рынке нет».
Новые лаборатории и сотрудники
На реализацию проекта правительством выделено 90 млн рублей: в первый год 33 млн, во второй – 33 млн, в третий 24 млн. За счет этих денег в SCAMT уже формируется и оборудуется новая лаборатория.
«Мы сейчас очень интенсивно занимаемся техническим оснащением лаборатории, она будет работать на Ломоносова, 9. Здесь появится один так называемый “аватар” – дублер Евгении Кумачёвой, специалист, с которым она будет непосредственно работать. Также планируется привлечение 5 – 6 постдоков и до 20 магистрантов и аспирантов. Это абсолютно новые рабочие места, которых ранее не было в Университете», – поясняет Виноградов.
Помимо сотрудничества с Евгенией Кумачёвой, планируется взаимодействие с Еврейским Университетом в Иерусалиме. Также к реализации проектов привлекут сотрудников других подразделений ИТМО.
На реализацию проектов дается три года, поэтому первые научные результаты, статьи в научных журналах должны появиться уже к концу следующего года. Тогда же должны быть готовы первые прототипы новых материалов, на основе которых можно будет говорить о запуске тех или иных коммерческих продуктов.
«Мы ставим перед собой задачу, чтобы через три года, когда закончится мегагрант, это была уже жизнеспособная лаборатория, которая будет расти самостоятельно. Мы будем этого добиваться двумя способами. Во-первых, коллектив начнет бороться за собственные гранты, подаваться на НИР и так далее. Во-вторых, мы планируем создать спин-офф компанию, которая будет создавать те самые функциональные структуры для биомедицины, пищевой промышленности, косметологии на основе наших разработок. Мы будем фокусироваться на тех технологиях, которые способны быстро выходить в рынок. Кроме того, сама Евгения Кумачёва работает с международной промышленностью, крупнейшими игроками, с ее помощью у нас есть реальный шанс выйти на глобальные международные рынки», – подчеркнул Виноградов.
