7 апреля 2025 г. в ИОФ РАН открывается 21-ое Международное совещание "Сложные системы заряженных частиц и их взаимодействие с электромагнитным излучением -2025" (CSCPIER-2025).

Приглашаем принять участие в значимом международном научном событии, проходящем в ИОФ РАН 21-ом Международном совещании "Сложные системы заряженных частиц и их взаимодействие с электромагнитным излучением -2025" (CSCPIER-2025).

Авторы: Д.Д. Чесалин, Р.Ю. Пищальников

Пресс-релиз в формате PDF

Сотрудниками Центра биофотоники ИОФ РАН была предложена оригинальная вычислительная методика моделирования линейного оптического отклика системы взаимодействующих пигментов, в которой для достижения максимального соответствия экспериментальных и расчётных данных использовался алгоритм дифференциальной эволюции. Было показано, что классическая версия алгоритма оптимизации не позволяла получить точные решения для данной задачи даже при использовании модельных спектров в качестве экспериментальных. Нами была предложена модифицированная версия дифференциальной эволюции, в которой к основному алгоритму добавлена процедура детектирования и выхода из локальных минимумов. Данная версия программы продемонстрировала почти 100% вероятность нахождения оптимального решения для задачи моделирования оптического отклика. Эффективность работы модифицированной версии алгоритма также была проверена на классических тестовых математических функциях, и были достигнуты результаты, намного превосходящие показатели классической версии дифференциальной эволюции.

Авторы: А.М. Скирда, А.В. Орлов, Ю.А. Малкеров, С.Л. Знойко, А.С. Ракитина, П.И. Никитин

Пресс-релиз в формате PDF

В ИОФ РАН разработана новая биосенсорная система для экспресс-определения онкомаркеров с использованием магнитных наночастиц. Уникальная система основана на сверхчувствительном детектировании процесса нелинейного перемагничивания биофункциональных магнитных меток. Учёными ИОФ РАН реализован способ точного определения минимальных концентраций молекулярных маркеров в слюне и крови, что особенно важно для ранней диагностики онкологических заболеваний. Эффективность метода продемонстрирована на примере точного и количественного определения концентрации фрагмента цитокератина 19 (CYFRA 21-1), ключевого онкомаркера для диагностики и контроля лечения немелкоклеточного рака легкого и других злокачественных новообразований эпителиального происхождения. В опубликованной работе предел обнаружения CYFRA 21-1 составил 0,009 нг/мл при норме в крови до 3 нг/мл, что позволяет проводить анализ даже в слюне, где концентрация этого биомаркера существенно ниже. Описанная в журнале Biosensors магнитная тест-система универсальна и открывает перспективы для более точной, быстрой и надежной диагностики в медицине, пищевой промышленности и экологическом контроле.

Федоров Павел Павлович (16.04.1950 – 31.03.2025)

31 марта 2025 года на 75 году жизни внезапно ушел из жизни главный научный сотрудник ИОФ РАН, профессор Павел Павлович Федоров, выдающийся материаловед, химик-технолог и создатель новых оптических материалов.

В 1972 году Павел Павлович окончил Московский институт тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова по специальности “Химическая технология редких и рассеянных элементов”. В 1977 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Изучение диаграмм состояния систем CaF2-(Y,Ln)F3 и полиморфизма трифторидов редкоземельных элементов». В 1991 году ему была присуждена степень доктора химических наук по итогам защиты диссертации «Высокотемпературная химия конденсированного состояния систем с трифторидами редкоземельных элементов, как основа получения новых материалов». В 2000 году П.П. Федорову присвоено ученое звание профессора по специальности «Кристаллография, физика кристаллов».

В Институте кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН с 1972 по 2003 год прошел путь от старшего лаборанта до ведущего научного сотрудника. С 2003 года П.П. Федоров работал в Научном центре лазерных материалов и технологий Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН.

П.П. Федоров внес весомый вклад в различные области наук о материалах. П.П.Федоровым выявлены закономерности гетеровалентного изоморфизма в кристаллах и стеклах; разработана термодинамическая теория морфотропии, теория бифуркаций фазовых диаграмм бинарных систем; предсказаны и экспериментально обнаружены седловинные точки на поверхности плавкости тройных твердых растворов; построены фазовые диаграммы двойных и тройных систем для более чем 200 соединений; обобщен критерий Тиллера для морфологической устойчивости плоского фронта кристаллизации, а также разработана технология получения фторидной лазерной керамики и получен ряд других уникальных результатов.

П.П. Федоровым опубликовано более 1000 научных работ, в том числе 33 обзора, 5 учебных пособий, получен 31 патент на изобретения. Научные заслуги П.П. Федорова отмечены Премиями Академии наук СССР и Чехословацкой академии наук (1989), медалью Го Мо-жо Академии наук КНР (1988), медалью им. профессора Пауля Хагенмюллера (Франция, Бордо, 2018), Юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук» (2024 г.), а также дипломами Федеральной службы по интеллектуальной собственности в номинации «100 лучших изобретений России» (2012 и 2013 гг.).

Помимо публикации собственных научных результатов П.П. Федоров выступал рецензентом в более чем 45 отечественных и международных научных изданиях, а также принимал активное участие в редакционной деятельности журналов «Наносистемы: физика, химия, математика», «Неорганические материалы» и «Конденсированные среды и межфазные границы».

На протяжении ряда лет П.П. Федоров вел семинар “Физико-химический анализ и термодинамика гетерогенных равновесий” в МИТХТ им. М.В. Ломоносова. Под руководством П.П. Федорова выполнено более 30 дипломных работ, защищено 9 кандидатских диссертаций, он являлся научным консультантом трех докторских диссертаций.

Кроме химии и физики Павел Павлович активно интересовался геологией, антропологией, философией, историей и писал стихи под псевдонимом Федоров-Счастливцев. Широта научных взглядов П.П. Федорова отражена в его монографиях «Архаическое мышление: вчера, сегодня, завтра.» М.: Ленанд (2017) и «Где проходит граница между наукой и лженаукой? Количественный критерий и признаки лженауки.» М.: Ленанд (2019).

У людей, знавших Павла Павловича, на долгие годы сохранится память о нем как о талантливом ученом, умелом руководителе, Учителе и Человеке.

С 25 по 27 марта 2025 года в ИОФ РАН пройдёт секция 2А2 «Шаг в будущее» в рамках Международного форума научной молодёжи «Шаг в будущее».

Международный форум научной молодёжи «Шаг в будущее» – это соревнование лучших молодых умов планеты, ежегодно собирающее амбициозных и талантливых молодых людей, желающих продемонстрировать свои достижения на мировом уровне. Тематика форума охватывает самые актуальные направления в области инженерных, точных, естественных и социально-гуманитарных наук.

Форум «Шаг в будущее» открывает будущее России. Программа «Шаг в будущее» собирает на свой ежегодный грандиозный форум более тысячи талантливых молодых исследователей и разработчиков из самых дальних уголков страны. Лучшие станут победителями Национального соревнования молодых научнотехнологических лидеров «Будущее России».

На форум приглашаются учащиеся 7-11 классов школ, студенты 1-го и 2-го курсов вузов, колледжей, техникумов, учащиеся кадетских корпусов, суворовских и нахимовских училищ, имеющие собственные достижения в науке и инженерном деле.

Главные организаторы форума – Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана и Российское молодёжное политехническое общество.

Мероприятия форума пройдут в первоклассной академической среде – на базе 14 научных центров мирового уровня и 13 элитных российских университетов. Председатель Программного комитета форума – вице-президент РАН академик С.Н. Калмыков.

Состав участников форума формируется на основе конкурса научно-исследовательских работ и технических разработок. Большая часть отбирается по результатам региональных соревнований, которые проводятся организациями, зарегистрированными в качестве официальных представительств программы «Шаг в будущее». Меньшая часть отбирается по результатам открытого конкурса и только на отдельные секции. На открытый конкурс принимаются работы из субъектов РФ, в которых не проводятся региональные соревнования программы «Шаг в будущее».

Институт общей физики РАН принимает участие в проведении программы «Шаг в будущее» с 2006 года. В настоящее время на базе института проводится одна из секций форума: 2А2 «Общая физика». Научное направление секции посвящено современным проблемам физики, как фундаментальной, так и прикладной. В рамках секции обсуждаются научные работы в области лазерной физики и спектроскопии, оптической и электронной микроскопии, работы, связанные с разработкой и созданием физических приборов и методик для измерений, диагностики и контроля физических процессов. Участники секции представляют свои работы, направленные также на теоретическое моделирование физических явлений и процессов, структур молекул и поверхности материалов, и работы, включающие теоретическое обоснование экспериментальных данных.

Подробнее о форуме «Шаг в будущее» и секции 2А2 «Общая физика».

26.03.2025 в ИОФ РАН на семинаре «Актуальная физика» с приглашённым докладом «Фемтосекундный лазерный пробой в диэлектриках — предыстория, механизмы и применения» выступит Кудряшов Сергей Иванович, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук.

Доклад посвящен тематике явлений лазерной нано- и микромодификации в объемных диэлектриках под действием ультракоротких лазерных импульсов, рассматриваемых в рамках фундаментальных физических принципов взаимодействия «лазерное излучение – диэлектрик». Проводится аналогия электрического и оптического пробоя, для разных условий, спектральных диапазонов и длительностей лазерных импульсов обсуждаются механизмы фотогенерации затравочных свободных носителей (включая роль центров окраски), развитие электронной лавины и ее переход к квазистационарной ионизации в сильнопоглощающей околокритической электрон-дырочной плазме. Анализируются диссипативные и недиссипативные процессы формирования «нелинейного фокуса» при фокусировке фемто- и пикосекундных лазерных импульсов в объеме диэлектриков. В заключение представлены применения изотропной и анизотропной объемной нано- и микромодификации диэлектрических материалов для формирования объемных функциональных микро-оптических элементов.

Семинар ИОФ РАН «Актуальная физика», № 22 26.03.2025 г., 13:30, ИОФ РАН, корп. 1, конференц-зал, Москва, ул. Вавилова 38.

Руководитель семинара: Демишев Сергей Васильевич, д.ф.-м.н., профессор, руководитель научного направления «Квантовые материалы, технологии и фотоника».

Семинар проходит в смешанном режиме. По всем вопросам участия в семинаре обращаться к Николаевой Гульнаре по электронной почте: nikolaeva@kapella.gpi.ru. Для заказа пропуска или участия в семинаре в онлайн формате необходимо указать ФИО полностью и место работы.

Проход на территорию ИОФ РАН возможен только по действующему паспорту гражданина РФ.

Для заказа пропусков обращаться не позднее, чем за два дня до даты проведения семинара. По вопросам участия в онлайн формате обращаться до 12:30 26 марта 2025 г.

5 февраля в конференц-зале ИОФ РАН прошло заседание Ученого совета ИОФ РАН, на котором в торжественной обстановке директором ИОФ РАН, член-корреспондентом РАН Сергеем Владимировичем Гарновым и председателем комиссии Ученого совета ИОФ РАН по проведению конкурса лучших публикаций ИОФ РАН Сергеем Васильевичем Демишевым были вручены почетные грамоты авторским коллективам сотрудников ИОФ РАН, ставшими финалистами и победителями конкурса лучших циклов работ за 2022 -2024 гг.

Поздравляем коллег с заслуженными наградами и желаем здоровья, успехов и новых научных достижений!

Установлено нелинейное влияние малослойных графитовых фрагментов на температуру фазового перехода и диэлектрические свойства холестерического жидкого кристалла тридецилата холестерола, сопровождающееся впервые обнаруженным двойным SmA-N* переходом. (По материалам статьи D.N. Chausov, A.D. Kurilov, A.I. Smirnova, D.N. Stolbov, R.N. Kucherov, A.V. Emelyanenko, S.V. Savilov, N.V. Usol’tseva. Mesomorphism, Dielectric Permittivity, and Ionic Conductivity of Cholesterol Tridecylate Doped with Few-Layer Graphite Fragments // Journal of Molecular Liquids. – 2023. – Volume 374. – p. 121139. DOI: 10.1016/j.molliq.2022.121139)

Разработан новый высокочувствительный метод определения фолиевой кислоты, обладающий высокой селективностью. Особенностью метода является возможность проведения анализа с помощью очень доступных по цене сенсорных чипов, получаемых из обычных микроскопных покровных стёкол без нанесения каких-либо металлических или диэлектрических плёнок. Разработанная тест-система обладает широким динамическим диапазоном определяемых концентраций от 0.9 до 220000 пМ. В работе впервые сделаны выводы о стабильности биослоя, формирующегося на поверхности данных хемосенсорных чипов, показана возможность восстановления биослоя после проведения анализа. (По материалам статьи D.O. Novichikhin, A.V. Orlov, M.L. Antopolsky, S.L. Znoyko, P. I. Nikitin. Specific and Sensitive Determination of Folic Acid by Label-Free Chemosensors with Microscope Glass Slips as Single-Use Consumables. Chemosensors. – 2022. – 11(1). – 17. DOI: 10.3390/chemosensors11010017)

Впервые предложен и продемонстрирован прямой одноэтапный метод синтеза положительно заряженных мультифункциональных золотых наночастиц для применения в качестве наноносителей генно-терапевтических молекул РНК и адресного подавления размножающихся клеток. Созданные наноносители одновременно обеспечивают: сохранность РНК от воздействия ферментов живого организма, проникновение внутрь живых клеток за счет наличия специальных пептидов на поверхности, а также селективное генно-терапевтическое подавление целевых клеток молекулами РНК. Золотые наноносители были охарактеризованы с помощью спектрофотомерии по сдвигу спектров локализованного поверхностного плазмонного резонанса (ЛППР), а также с применением просвечивающей электронной микроскопии. Высокая эффективность синтезированных золотых наноносителей была продемонстрирована на примере адресной доставки малой интерферирующей РНК внутрь модельных клеток линии APRE-19, предварительно трансфицированных геном SEAP, регулирующим синтез эмбриональной щелочной фосфатазы, которую удобно регистрировать методами хемилюминесценции. Показано, что доставленные внутрь клеток молекулы РНК остались неповреждёнными, что позволило осуществить подавление целевого гена клеток APRE-19. Разработанные наноносители удобно контролировать оптически по спектрам ЛППР и применять для внутриклеточной доставки широкого круга отрицательно заряженных макромолекул, таких как антисмысловые олигонуклеотиды, блокирующие синтез необходимых для роста клеток белков, и разнообразные типы генно-терапевтических молекул РНК. (По материалам статьи Elizarova T.N., Antopolsky M.L., Novichikhin D.O., Skirda A.M., Orlov A.V., Bragina V.A., Nikitin, P.I. «A Straightforward Method for the Development of Positively Charged Gold Nanoparticle-Based Vectors for Effective siRNA Delivery» Molecules. – 2023. – Vol. 28, No. 8. – P. 3318. DOI: 10.3390/molecules28083318)

Впервые продемонстрирована конкуренция двух нелинейных процессов в одном ВКР-активном кристалле в зависимости от его ориентации по отношению к линейно-поляризованному возбуждающему лазерному излучению. (По материалам статьи D.S. Chunaev, S.B. Kravtsov, V.E. Shukshin, V.D. Grigorieva, V.N. Shlegel, P.G. Zverev. Competition between nonlinear processes excited by picosecond laser pulses in disodium ditungstate Raman crystal for two excitation polarizations. Laser Physics Letters. – 2023. –20(6). –065401. DOI: 10.1088/1612-202x/accf75)

Разработана технология глубокой очистки реактивов ZnO и WO₃ от случайных примесей. Из полученных реактивов выращен монокристалл ZnWO₄. Проведены сравнительные спектрально-люминесцентные исследования этого кристалла и кристалла-эталона ZnWO₄, выращенного в тех же условиях, но с использованием коммерческих реактивов ZnO и WO₃ квалификации «5N». (По материалам статьи Subbotin K., Titov, A., Solomatina V., Khomyakov A., Pakina E., Yakovlev V., Valiev, D., Zykova M., Kuleshova K., Didenko Y., Lis D., Grishechkin M., Batygov S., Kuznetsov S., Avetissov I. Influence of Accidental Impurities on the Spectroscopic and Luminescent Properties of ZnWO₄ Crystal.- Materials 2023, 16, 2611. DOI: 10.3390/ma16072611)

Авторами работы была сконструирована электрохимическая ячейка типа “суперконденсатор”, где рабочим электродом являлась пленка из одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ), заполненных йодом. Наблюдалась in situ индуцированная зарядом (легированием) трансформация одномерных объектов йода внутри ОУНТ. Полученные результаты являются шагом к производству наноразмерных элементов, свойства которых можно модулировать, а главное, эти изменения можно обнаружить и предсказать. Другим важным применением является использование таких объектов в качестве маркера локального заряда и распределения заряда по поверхности, например, электродов в электрохимических ячейках. (По материалам статьи A.A. Tonkikh, D.V. Rybkovskiy, E.D. Obraztsova, “Charge-induced structure variations of 1D-iodine inside thin SWCNTs”, The Journal of Physical Chemistry C, 127 (6), 3005-3012, 2023. DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c06920)

В работе впервые реализован непрерывный Ce³⁺ лазер среднего инфракрасного диапазона спектра на основе халькогенидного оптического волокна. Для сердцевины волокна использовано легированное церием селенидное стекло Ge₂₀Ga₅Sb₁₀Se₆₅, для оболочки – нелегированное сульфидное стекло Ge₁₂As₂₀Sb₅S₆₃. В качестве источника накачки применен непрерывный 4.16 мкм лазер на кристалле Fe²⁺:ZnSe. Ce³⁺ лазер работал при комнатной температуре на длинах волн вблизи 5 мкм. Выходная мощность излучения достигала 0.5 мВт. (По материалам статьи V.V. Koltashev, M.P. Frolov, S.O. Leonov, S.E. Sverchkov, B.I. Galagan, Yu.V. Korostelin, Ya.K. Skasyrsky, G.E. Snopatin, M.V. Sukhanov, A.P. Velmuzhov, V.I. Kozlovsky, B.I. Denker, V.G. Plotnichenko «Characteristics of a CW ~ 5 μm Ce³⁺-doped chalcogenide glass fiber laser» Laser Physics Letters. – 2023. – Vol. 20. – 095801. DOI: 10.1088/1612-202X/ace9ce)