Вернулись развивать науку в Казахстане: учёные NU о своих разработках

Чем интересным и важным для науки занимаются в Назарбаев Университете, вошедшем недавно в 30% лучших исследовательских вузов мира в рейтинге Times Higher Education? Три доктора наук, профессора NU, рассказали про свой путь в науке, о том, над чем они в данный момент работают, и что думают о потенциале казахстанской науки.

Снизить зависимость от нефти через водородную энергию

Доктор Нуршат Нуражи работает в NU ассоциированным профессором кафедры химической инженерии и технологии материалов. Член совета по науке и технике при президенте РК и заведующий лабораторией возобновляемой энергетики National Laboratory Astana на историческую родину в Казахстан приехал уже состоявшимся ученым, проработав до этого в MIT.

– В 2019 году я принял решение перебраться на работу из США в Казахстан. С тех пор преподаю и занимаюсь наукой здесь, в NU. Занимаюсь изучением энергии будущего. В центре внимания нашей лаборатории – исследования материалов, чувствительных к солнечному свету, производство и технология хранения водородной энергии.

Недавно мы получили значимый для мировой науки результат: изобрели наноматериал, который с помощью солнечной энергии расщепляет воду и производит водород. Также мы разработали новую технологию, которая определяет количество газообразного водорода в воздухе. Сейчас идет процесс получения патента. Результат этих работ в будущем снизит мировую зависимость от нефти. Другое направление работы – это производство лекарственных средств, изучение и создание новых полимерных материалов с использованием биомассы. Если коротко, то это сегодня занимает всё мое время и мысли. Должен признать, что Назарбаев Университет делает всё возможное для эффективной работы ученых. Это большой плюс для страны. Но вопросов к развитию науки лично у меня возникает немало.

Какие именно? Что, на ваш взгляд, могло бы подтолкнуть развитие науки в Казахстане?

– Очень сложен и занимает много времени процесс получения необходимых материалов и оборудования для лабораторий в Казахстане. Когда я работал в США, на получение лабораторных материалов мы тратили неделю или даже день, здесь же бюрократия растягивает эти процессы на долгие месяцы. Для получения научно-исследовательских результатов важно сократить этот процесс, упростить закупку материалов и оборудования, а также создать безналоговую зону. Не менее важно рассмотреть способ внедрения технологий в производство. Передовые технологии должны приносить доход. Мне кажется, что это важная задача для всего правительства в целом: наладить тесное сотрудничество между университетами Казахстана и промышленными регионами.

Тактильные сенсоры в помощь незрячим

Жаннат Каппасов занимает пост ассистент-профессора кафедры инженерной робототехники и руководителя Лаборатории тактильной робототехники в NU. Закончивший PhD во французской Сорбонне, ученый работает над созданием тактильных сенсоров.

– Кафедру робототехники в Школе наук и технологий мы с коллегами строили с нуля. У всех нас был опыт работы с реальными устройствами. Ребят, с которыми я работаю в нашей лаборатории, стараюсь научить и проектировать, и программировать, и своими руками работать не менее успешно. Таких практически ориентированных специалистов готовят практически единицы лабораторий в мире. Некоторые из моих студентов ездили на стажировку в Европу и Северную Америку научиться чему-то новому и поработать в таких же лабораториях, как наша, но разочаровались и вернулись.

Какое будущее вы видите у тех, кто идет по вашим стопам и занимается тактильной робототехникой?

– В 2022 году с ребятами работали над проектом Google для людей, которые одновременно слепые и глухие. Через стимулирование кожи ладони мы разработали для них механизм чтения. С нуля сделали – катушки мотали, печатали на трехмерном принтере корпус, моторчики делали. Чтобы успешно завершить проект, понадобился год времени и 23 моторчика.

Есть полезные прототипы с тактильными сенсорами, которые мы даже главе государства показали. Например, сенсорную перчатку, которая помогает диагностировать рак груди без маммографии, с помощью пальпации. Это инструмент пре-скрининга. Такая перчатка поможет оцифровать и точнее записать историю осмотра пациента. Сенсоры добавляют чувствительности, а обученная искусственная нейронная сетка проанализирует наличие уплотнений в груди. В этом году мы эту идею подали на грант, хотим совместно с врачами доработать.

Самый быстрый телескоп в мире

Бывший научный сотрудник Калифорнийского института технологий Ерназар Абдыкамалов с 2014 года работает в NU ассоциированным профессором кафедры физики.

- Несколько лет назад мы построили уникальный телескоп и смонтировали его в астрофизической обсерватории Ассы-Тургень. Сегодня это один из самыx быстрыx оптических телескопов в мире. Благодаря его преимуществам мы раньше других успеваем увидеть явление, которое возникает и длится в космосе всего несколько мгновений. И делаем наблюдения сразу в трех цветах синхронно.

С 2019 года наша лаборатория изучает гамма-всплески – одни из самых ярких взрывов во Вселенной. Международное научное сообщество уже более пятидесяти лет не может полностью осознать их природу, потому что длится это явление не более ста секунд. Его смоделировали и много раз наблюдали, но ранний оптический сигнал в разных цветах синхронно реально никто пока не поймал. Мы к этому подходим всё ближе. Но и по мере того, как «подкрадываемся», видим всё новые явления, что тоже солидный научный вклад.
Весной этого года 14 обсерваторий по всему миру наблюдали такое космическое событие, как гамма-всплеск. Благодаря скорости казахстанского телескопа мы начали фиксировать гамма-всплеск всего через 41 секунду после после получения сигнала от телескопа Swift на орбите. Это мировой рекорд. Аналогичное наблюдение другими обсерваториями было сделано только через 30 минут после нас.

Скажите, пожалуйста, какая ценность и польза от космических наблюдений нашему реальному, земному миру?

– Я вижу как минимум две важных полезности. Первая – это изучение поведения вещества в экстремальных условиях. Наблюдая за космическими явлениями, происходящими во Вселенной, мы развиваем ядерную физику на Земле. Второй полезный момент заключается в том, что сам процесс исследований подразумевает не просто использование самых передовых технологий, но и их создание. То есть студенты, которые работают над проектом, получают методологию и опыт применения ИИ и суперкомпьютерных вычислений. Эти знания они могут внедрить, работая в других индустриях или коммерческих проектах. Хоть мы и изучаем далекий-далекий космос, но сама методология имеет широкое применение.

Абдыкамалов является также сотрудником Лаборатории энергетического космоса, основанной по инициативе советника президента NU Каната Байгарина, под руководством лауреата Нобелевской премии Джорджа Смута, который и сейчас участвует в исследовательских проектах вуза.

«Если сравнивать наш университет с ракетой, то мы сейчас находимся на 1/3 этого активного участка полета. Я думаю, еще лет 10 максимум нам нужна полноценная поддержка, а дальше полет будет проходить еще лучше. И второе – наука по своей сути интернациональна. Но научные центры и университеты являются национальными, и они всегда имеют отношение к той стране, в которой находятся. Мне кажется, что страна должна вкладываться в своих казахстанских ученых и оценивать их по достоинству. Чтобы они возвращались. Чтобы их было больше», – отметил Байгарин.