Preview

Доклады Национальной академии наук Беларуси

Расширенный поиск
Том 63, № 1 (2019)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.29235/1561-8323-2019-63-1

МАТЕМАТИКА

7-13 168
Аннотация

Рассматривается первая смешанная задача для уравнения типа Клейна-Гордона-Фока в полуполосе в случае, когда выполняются неоднородные условия согласования. С помощью метода характеристик доказывается, что выполнение однородных условий согласования является не только достаточным, но и необходимым для существования единственного классического решения, определенного на всей полуполосе. В случае, когда выполнены неоднородные условия согласования, строится эквивалентная задача сопряжения, в которой условия сопряжения задаются на характеристиках. Построенные неоднородные условия согласования однозначно определяют величину разрывов решения или его производных на характеристиках, причем данные разрывы сохраняются с ростом аргумента по времени.

При решении данной задачи возникают эквивалентные интегральные уравнения Вольтерры второго рода. Для полученных интегральных уравнений доказано существование единственного решения в классе дважды непрерывно дифференцируемых функций при заданной гладкости данных. Названный подход позволяет строить как точные решения, так и приближенные. Точные решения могут быть найдены в том случае, если удается разрешить эквивалентные интегральные уравнения Вольтерры. В противном случае можно найти приближенное решение задачи либо в аналитическом, либо в численном виде. При этом при построении приближенного решения существенными оказываются условия согласования, которые необходимо учитывать при использовании численных методов решения задачи.

ФИЗИКА

14-21 259
Аннотация

На основе сравнительного анализа релятивистских уравнений связи Бокутя-Сердюкова-Федорова (БСФ) и Тамма показано, что дуальная инвариантность последних требует обратимости материального тензора Тамма, в то время как уравнения БСФ явно дуально инвариантны. Связь упомянутых подходов продемонстрирована на примере уравнений аксионной электродинамики, впервые сформулированных в формализме БСФ.

Представлено членом-корреспондентом Л. М. Томильчиком

22-28 405
Аннотация

Проведены исследования взаимодействия электромагнитного излучения микроволнового диапазона с полимерными радиопоглощающими композитными материалами, содержащими наноразмерные ферритные и графеновые добавки. Установлено, что преимущественно слоистые графеновые структуры оказывают существенное влияние на способность композитных материалов к экранированию электромагнитного излучения данного спектрального диапазона.

29-36 385
Аннотация

Эффективное усиление сигнала флуоресценции хромофоров, адсорбированных непосредственно на плазмонные пленки (ПП), можно наблюдать в условиях сильного спектрального резонанса между плазмонным поглощением и поглощением хромофора. Указанный эффект, на первый взгляд, противоречит установленным механизмам полного тушения флуоресценции хромофоров при их адсорбции непосредственно на поверхность металла. Однако при определенных условиях усиление сигнала флуоресценции наблюдается как для неорганических, так и органических хромофоров. Для понимания эффекта и условий, при которых он может наблюдаться, мы предлагаем исходить из двух основополагающих факторов, определяющих вероятности квантовых переходов, - матричного элемента перехода, ответственного за наблюдаемое излучение, и плотности конечных состояний. Однако при определении матричного элемента перехода необходимо учитывать наличие нескольких хромофорных систем (адсорбированные хромофоры и локализованные плазмоны), способных поглощать возбуждающее излучение и еще одной плазмон-поляритонной системы, имеющей светоподобную природу и способной к излучению световых квантов, а также взаимодействие между ними, которое может быть описано в рамках обмена виртуальными фотонами. Учитывая, что расстояния между наночастицами намного меньше длины волны света и дипольное приближение не работает, мы предлагаем использовать квантовую концепцию обмена виртуальными фотонами в ближнем оптическом поле - «одетыми» фотонами. Эта концепция заимствована из физики элементарных частиц и уже хорошо адаптирована к проблемам нанофотоники М. Отсу. Второй фактор, который также может давать значительный вклад в усиление, - это модификация плотности как электронных, так и фотонных состояний - эффект, который предложен С. В. Гапоненко в качестве модели, ответственной за усиление гигантского комбинационного рассеяния света хромофоров в стоксовой и антистоксовой области вблизи наночастиц с плазмонными свойствами. В данной работе обсуждаются такие ключевые факторы, ответственные за усиление флуоресценции наночастиц CdSe/ZnS и эффективный обмен виртуальными фотонами, как размер наночастиц, расстояния между ними и наличие спектрального перекрытия, указывающего на возможность резонансных взаимодействий между плазмонами и хромофорами.

Представлено академиком С.В. Гапоненко

ХИМИЯ

37-43 245
Аннотация

Ингибиторы тирозинкиназ стали общепринятым стандартом в лечении хронического миелоидного лейкоза. Однако вторичная резистентность пациентов, часто развивающаяся с течением заболевания, обуславливает необходимость поиска новых эффективных киназных ингибиторов. В данной работе с помощью программного обеспечения Autodock Vina был осуществлен молекулярный докинг комбинаторной библиотеки структур, сконструированных de novo. При этом основной подход к дизайну заключался в замене бензольного линкера в структуре иматиниба на пиррольный фрагмент. В качестве рецепторов использовались структуры киназ C-ABL, Human ABL и T315I-мутантная ABL. Подготовка лигандов проводилась средствами пакета MGL Tools. Подготовка рецепторов, определение размеров и положения активного центра фермента, анализ и визуализация результатов осуществлялись в программе Chimera 1.10. Для параметра интенсивности поиска (exhaustiveness) Autodock Vina было установлено значение 24. На основании сравнения с результатами докинга известных ингибиторов иматиниба и нилотиниба исследуемые структуры были отфильтрованы. Выбраны две наиболее перспективные структуры, для которых оценка энергии связывания Autodock Vina score составила -13,6 и -13,1 соответственно.

44-54 285
Аннотация

Изучена эффективность свободнорадикального окисления высших жирных кислот (пальмитиновой, олеиновой, линолевой, линоленовой, комплекса непредельных жирных кислот ряда Омега-3 и Омега-6 растительного происхождения) под воздействием УФ-облучения (λ = 180-400 нм) как возможного маркера перекисного окисления липидной фазы. Мицеллы жирных кислот в этиловом спирте были использованы в качестве модели липидной фазы. Эффект УФ-облучения на жирные кислоты определяли по спектральным изменениям миоглобина в области полосы Соре. Уровень перекисного окисления липидной фазы в то же время оценивали по накоплению малонового диальдегида как хорошо известного продукта облучения фосфолипидов. Получена прямо пропорциональная зависимость интенсивности разностного спектра Mb (ΔD) от числа двойных связей в молекуле окисленных жирных кислот, а также от времени их УФ-облучения и накопления вторичных продуктов перекисного окисления липидов. Это показывает, что спектральные изменения Mb под действием пула окисленных форм жирных кислот хорошо коррелируют с уровнем перекисного окисления липидной фазы и могут охарактеризовать антиоксидантный потенциал крови при совместном использовании с известным антиоксидантом Тролоксом в качестве ингибитора-калибратора.

Представлено членом-корреспондентом С. А. Усановым

55-60 241
Аннотация

Разработана рецептура питательного гранульного субстрата для растений (рабочее название «Цион»), содержащего в высокой концентрации в химически связанном виде все необходимые растению питательные элементы и не содержащего органических веществ. Субстрат не содержит нитратов, весь азот находится в форме иона аммония. Не требует дополнительного удобрения во время всего периода вегетации растения. Субстрат испытан в лабораторных вазонных экспериментах на плодородие и содержание нитратов в двух культурах, накапливающих в биомассе большое количество нитратов - листовой салат (Lactuca sativa L.) сорта Афицион и кормовой злак райграс пастбищный (Lolium perenne L.). Растения выращивались на 100 %-ном субстрате и его смесях с бесплодными компонентами - кварцевый песок, торф, вермикулит. Во всех случаях при использовании смесей субстрата Цион с бесплодными грунтами максимальное содержание нитратов было 209 мг/кг, минимальное - менее 50 мг/кг, что на порядок ниже предельно допустимых санитарных норм для изученных растений.

БИОЛОГИЯ

61-71 182
Аннотация

Исследовали зависимость активности фосфолипазы D (ФлD), катализирующей катаболизм глице-рофосфолипидов, от действия экзогенных растворимых сахаров в условиях сахарного голодания растений, вызванного затемнением. Обнаружено, что активность ФлD в этиолированных проростках овса (Avena sativa L.) подавляется обработкой растений моно- и дисахаридами: глюкозой, сахарозой и маннозой. Эти же сахара нивелируют активирующее действие затемнения на активность фермента в зеленых проростках овса. Обработка проростков неорганическим фосфатом также приводит к модуляции активности данного фермента, сходной с действием сахаров. При этом действие протестированных сахаров имитирует световую модуляцию активности ФлD. Секвенирование частичной последовательности мРНК гена ФлD овса показывает более чем 80 %-ное сходство с последовательностями ФлDa других видов злаковых. Облучение этиолированных проростков овса красным светом и затемнение зеленых проростков ингибируют или индуцируют экспрессию выявленного гена ФлD соответственно. Таким образом, экспрессия гена ФлD овса и ферментативная активность продукта его экспрессии (ФлD) проявляют чувствительность к изменениям световых условий роста растений. Следовательно, эти данные указывают на то, что ФлD играет важную роль в адаптации растений к действию затемнения и связанного с ним сахарного голодания.

72-78 299
Аннотация

Выявлено снижение микровязкости в гидрофильной области и ее увеличение в гидрофобной области липидного бислоя (внешнего монослоя) мембраны лимфоцитов после воздействия наностержней оксида цинка (ZnO NRs). При этом не обнаружено статистически достоверных изменений исследуемых параметров при действии наночастиц оксида цинка (ZnO NPs). Изучение структурного состояния белкового компонента клеточных мембран выявило увеличение количества NH2-групп на поверхности мембран только после действия ZnO NRs. Установлено, что экспозиция клеток с ZnO NPs сопровождалась увеличением содержания SH-групп белков на поверхности мембран лимфоцитов, а взаимодействие ZnO NRs с клеткой приводило к окислению белковых сульфгидрильных групп. Согласно результатам сканирующей электронной микроскопии геометрические размеры наночастиц не превышали 30-100 нм, а диаметр наностержней оксида цинка составлял 70-150 нм при их длине до 500 нм. Полученные результаты могут быть частично объяснены возможностью наночастиц проникать внутрь клетки, а предполагаемым механизмом взаимодействия наностержней с клеткой является электростатическое взаимодействие или «прокалывание» цитоплазматической мембраны.

79-86 318
Аннотация

Дана оценка генетического разнообразия белого (Hypophthalmichthys molitrix Val.) и пестрого (Hypophthalmichthys nobilis Rich.) толстолобиков, выращиваемых в аквакультуре на территории Республики Беларусь, по данным генотипирования 11 микросателлитных локусов - Hmo11, Hmo13, Hmo15, Hmo25, Hmo26, Hmo31, Hmo33, Hmo34, Hmo36, Hmo37, Hmo40. Рассчитаны следующие показатели: среднее число аллелей на локус, эффективное число аллелей, уровни ожидаемой и наблюдаемой гетерозиготности, значение информационного индекса Шеннона, индексы фиксации FIS и FST Полученные результаты свидетельствуют об умеренном (для пестрого толстолобика) и достаточно высоком (для белого толстолобика) генетическом разнообразии изученных выборок, что дает возможность выделить несколько групп для получения линейного материала и дальнейшего воспроизводства, в том числе товарной рыбы. Вместе с тем следует уделить особое внимание подбору пар производителей с учетом результатов молекулярно-генетического анализа. На основании молекулярно-генетического анализа пяти микроса-теллитных локусов предложена схема по дифференциации гибридных особей между пестрым и белым толстолобиками, что может быть использовано в качестве малоинвазивного экспресс-теста в селекционных и воспроизводительных программах для данных видов растительноядных рыб.

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

87-95 347
Аннотация

В работе представлены систематизированные данные о концентрации радона в воздухе помещений на территории Витебской, Могилевской и Гомельской областей Беларуси и проведена оценка вклада радона в годовую эффективную дозу облучения населения данных областей. Исследования проводились с использованием интегрального метода пассивной трековой радиометрии c применением твердотельных трековых детекторов альфа-частиц. По результатам измерений объемной активности радона актуализирована геоинформационная база данных и построена карта распределения значений среднегодовой эквивалентной равновесной объемной активности радона в воздухе помещений на территории Витебской, Могилевской и Гомельской областей. Анализ полученных результатов выявил 2,3, 1,3 и 0,4 % зданий соответственно в Витебской, Могилевской и Гомельской областях, в которых превышен нормируемый в Республике Беларусь уровень среднегодовой эквивалентной равновесной объемной активности радона в 200 Бк/м3. Для эффективного планирования дальнейших исследований построены карты распределения количества измерений по административным районам исследуемых областей. Анализ значений средних эффективных доз облучения населения «чернобыльскими» радионуклидами и радоном показал, что основной вклад в облучение населения Витебской, Могилевской и Гомельской областей вносит радон.

96-103 304
Аннотация

Приведены новые результаты анализа удельного содержания свинца в пылевых выбросах в Европе и его связи с загрязнением атмосферного воздуха свинцом для объяснения наблюдаемых различий в трендах выбросов свинца и его содержания в атмосферном воздухе. Приведены новые результаты анализа удельного содержания свинца в пылевых выбросах в Европе и его связи с загрязнением атмосферного воздуха свинцом для объяснения наблюдаемых различий в трендах выбросов свинца и его содержания в атмосферном воздухе. Выявлена тесная связь тренда содержания свинца в атмосферном воздухе с трендом удельного содержания свинца в пылевых выбросах. Предложен показатель удельного содержания свинца в пылевых выбросах (удельный выброс свинца) в качестве индикатора воздействия различных производственных секторов на воздушную среду. Рассчитанное отношение выбросов свинца к валовым выбросам пыли (удельное содержание свинца в пыли) в странах ЕС-28 сократилось с 3014,2 мг/кг в 1990 г. до 1096,5 мг/кг в 2000 г. и 530,5 мг/кг в 2015 г. Показано, что сокращение загрязнения атмосферного воздуха свинцом происходит в основном за счет сокращения загрязнения аэрозолей свинцом. Проанализирован возможный вклад недостаточно полно учитываемых источников в загрязнение атмосферного воздуха свинцом. Показано, что наиболее вероятным среди предполагаемых недостаточно учтенных источников выбросов свинца является истирание тормозов моторных транспортных средств.

Представлено академиком В.Ф. Логиновым

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

104-111 290
Аннотация

Представлена методика расчета новой структурной модели объектива с переменным фокусным расстоянием. Основная композиция состоит из трех компонентов, два из которых подвижны. Исследованы схемы объективов с механической и оптической компенсацией изображения. Установлено, что композиция с подвижным первым компонентом обеспечивает малые габариты. На основании предложенных формул установлены параметры композиции с подвижным первым компонентом, обеспечивающей малые габариты, и дан расчет конструктивных параметров панкратического объектива из трех компонентов, а также объектива дискретного типа с десятикратным перепадом. Математические модели доказывают, что существуют два и четыре потенциальных решения для сопряженных систем при бесконечном и конечном расположении предмета соответственно; корни уравнений алгоритма получены простыми алгебраическими вычислениями.

112-120 291
Аннотация

Предложена концептуальная модель системы «водитель-автомобиль-дорога-среда», впервые использующая положения теории функциональных систем и представление водителя в виде функциональной системы, содержащей три уровня: стратегический, тактический и физический. Информационные взаимодействия на тактическом уровне водителя рассматриваются как взаимодействия мультимодальных образов элементов системы «водитель-автомобиль-дорога-среда», представленных в виде векторов состояний этих элементов. Рассмотрены факторы, влияющие на эффективность функционирования тактического уровня водителя в отношении обеспечения безопасности дорожного движения. Показана значимость функции внимания и связанных с ней особенностей кроссмодальных взаимодействий в центральной нервной системе человека и информационных потоках в бортовых системах для безопасного управления транспортным средством. Показано, что создание эффективных человеко-машинных интерфейсов представляется наиболее перспективным подходом к повышению безопасности дорожного движения, поскольку позволяет глубже, более адекватно и разносторонне интегрировать функции водителя и транспортного средства в единую систему с общей целевой функцией.

Представлено членом-корреспондентом Л.Г. Красневским

121-128 266
Аннотация

Исследовано влияние соотношения компонентов в стабилизированных бинарных смесях аморфных поликарбоната (ПК) и полиэтилентерефталатгликоля (ПЭТ-Г) на совместимость компонентов, релаксационные, реологические и механические свойства. Материалы получали методом реакционного смешения компонентов в расплаве в ректоре-смесителе на базе двухшнекового экструдера с однонаправленным вращением шнеков. Установлено, что компоненты в смесях взаимно растворимы во всем диапазоне варьирования их концентраций. Температура a-процесса релаксации (температура стеклования, Тс, в смесях) находится в промежутке между значениями ТсПК = 148,3 °С и ТсПЭТ-Г = 82,0 °С и подчиняется уравнению Фокса для однофазных смесей. Механические характеристики смесей изменяются неаддитивно при варьировании концентрации компонентов. В частности, в смесях, в которых преобладает содержание ПК, наблюдается существенное повышение верхнего предела текучести по сравнению с аддитивными значениями, что по данным релаксационной спектрометрии обусловлено интенсивными межмолекулярными взаимодействиями.



ISSN 1561-8323 (Print)
ISSN 2524-2431 (Online)