МАТЕМАТИКА
Аннотация. Пусть z = f(x, y) - некоторая поверхность в трехмерном евклидовом пространстве. Рассмотрим некоторый слой V, точки которого удовлетворяют неравенству |f(x, y) - z| < Q ~Y, где 0 < у < 1 и Q - достаточно большое натуральное число. В работах Хаксли, Бересневича, Велани было изучено распределение рациональных точек в V. В данной работе изучается распределение точек с алгебраическими сопряженными действительными координатами ᾱ=α1 α2 α3 в V. При некотором c1 = c1(n) получена оценка снизу вида c2 Q n+1-Y для количества алгебраических чисел степени n ≥ 3 и высоты не более c3 Q.
Изучается вопрос о разрешимости аналога задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений с дробными производными Римана-Лиувилля с неограниченной правой частью в определенных пространствах функций. Приводятся условия разрешимости рассматриваемой задачи в данных функциональных пространствах, а также условия существования единственного решения. При исследовании используются метод сведения задачи к уравнению Вольтерра второго рода, принцип Шаудера неподвижной точки в банаховом пространстве и принцип Банаха-Каччиопполи неподвижной точки в полном метрическом пространстве.
ФИЗИКА
Впервые методом импульсной лазерной обработки композитных материалов на основе эпоксидного полимера ЭД-20 с многостенными углеродными нанотрубками сформированы образцы антиотражающих в видимом и ближнем ИК диапазонах длин волн покрытий. Проведены оптические исследования по измерению коэффициента отражения в диапазоне от 400 до 2500 нм. Установлено влияние поверхностной структуры материалов на коэффициент отражения. Продемонстрирована возможность создания «безотражательных» поверхностей образцов композитов в видимом и ближнем ИК диапазонах спектра.
Математическое описание передачи сигнала в синапсах открывает широкие перспективы в изучении деятельности головного мозга, позволяя собрать результаты многочисленных экспериментальных исследований в единую модель. Существенные затруднения при таком подходе возникают вследствие не только многоэтапности синаптической передачи, но и отсутствия точных численных характеристик динамики многих ее участников.
Цель работы - разработать метод определения параметров синаптической передачи, недоступных для прямого измерения (скрытых параметров), и апробировать его в процессе изучения динамики основных этапов данного процесса в нейронных сетях гиппокампа.
Предлагаемый в данной работе метод основан на построении детерминистической модели, описывающей генерацию полевого возбуждающего постсинаптического потенциала в условиях действия ингибиторов (цилнидипина, 1.2- бис(2-аминофенокси) этан- N,N,N′,N′ тетрауксусной кислоты тетракис(ацетоксиметилового эфира), 6-циано-7-ни-трокиноксалин-2,3-диона), и параметрической идентификации данной модели на зарегистрированных с помощью микроэлектродной техники полевых возбуждающих постсинаптических потенциалах в срезах гиппокампа крысы. Параметрическая идентификация проводилась путем минимизации отклонения моделируемого сигнала от экспериментально зарегистрированного. Для минимизации целевой функции использовали генетический алгоритм.
В результате проведенного исследования было показано, что параметрическая идентификация модели позволяет с высокой степенью соответствия воспроизводить формирование полевых возбуждающих постсинаптических потенциалов и оказываемое на них действие ингибиторов. Установлены численные значения одиннадцати скрытых параметров синаптической передачи. С помощью данных значений получены временные зависимости содержания ключевых участников синаптической передачи: ионов Ca2+ в пресинаптическом окончании, SNARE-комплексов, синаптических везикул в различных состояниях, глутамата в синаптической щели, доли открытых каналов АМРА-рецепторов на постсинаптической мембране. Таким образом, предложен метод, который целесообразно использовать для определения скрытых параметров различных типов синаптических контактов в головном мозге млекопитающих.
Рассматривается сферически симметричный потенциал, зависимость которого от расстояния r описывается гладкой композицией кулоновского при r < r0 и осцилляторного при r > r0 потенциалов. Граничное расстояние r0 определяется параметрами этих потенциалов. Точное непрерывное решение радиального уравнения Шрёдингера выражено через вырожденные гипергеометрические функции. Получены дискретные уровни энергии. Представлены графические иллюстрации для спектра энергии и радиальных волновых функций.
ХИМИЯ
Анодные материалы со шпинельной структурой Li2MTi3O8 (M - двухвалентный металл) являются перспективными для хранения электроэнергии от возобновляемых источников, для портативной электроники и электромобилей. В настоящей работе мезопористые порошки титанатов лития Li2MTi3O8 (M - Co, Cu, Zn) шпинельной структуры получены методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) из глицин-цитрат-нитратных смесей и для сопоставления золь-гель методом, изучена их кристаллическая структура, фазовый состав, термическая стабильность, микроструктура и дисперсность. Установлено, что метод СВС синтеза титанатов лития имеет ряд преимуществ по сравнению с золь-гель методом, включая отсутствие необходимости использования растворителей, пониженную агрегацию частиц, более высокую удельную поверхность и малую насыпную плотность получаемых порошков.
Методом центрифугирования на стальных подложках, модифицированных полиуретаном (ПУ) сформированы покрытия олигометилсилоксановой смолы (ОМЕС) и олигомеров гидролизованного гептадекафтор-тетрагидродецилтриметоксисилана (ГФС), изучена их смачиваемость и трибологические свойства. Установлено, что модификация слоя ПУ кремнийорганическими соединениями увеличивает его гидрофобность и износоустойчивость. Краевые углы смачивания водой составляют для покрытий из ПУ - 63,1°, ПУ/ОМЕС - 81,2° и ПУ/ГФС - 115,8°.
В водном растворе в кислой среде (рН <3) образуются водорастворимые комплексы на основе полиакриловой кислоты (ПАК) и полиэтиленгликоля с молекулярной массой более 6000 или поливинилового спирта (ПВС). Определены условия получения гидрогеля на основе полиакриловой кислоты и поливинилового спирта с высокой степенью набухания (около 500 г воды/г полимера): рН <3, температура 120-140 °С. Степень взаимодействия полимеров прямо пропорциональна содержанию поливинилового спирта в исходной смеси в интервале мольных соотношений ПВС и ПАК от 1 : 1 до 10 : 1, температуре и продолжительности термообработки и обратно пропорциональна молекулярной массе полиакриловой кислоты. Равновесная степень набухания гидрогеля увеличивается при рН среды набухания выше 6, а скорость набухания зависит от диффузии растворителя в гидрогель и определяется размером его частиц и условиями набухания (промывание, перемешивание и т. д.).
БИОЛОГИЯ
Методом SRAP-анализа кДНК изучена дифференциальная экспрессия генов у проростков узколистного и желтого люпинов, обработанных различными изолятами Fusarium. В результате выявлены ПЦР-фрагменты, присутствие которых в профилях коррелирует с невосприимчивостью проростков к патогену. Соответствующие им генетические детерминанты, вероятно, участвуют в обеспечении устойчивости (толерантности) растений люпина к фузариозу.
В настоящем исследовании в качестве варианта, альтернативного каноническому глубинному культивированию в ферментере, была изучена возможность синтеза сладкого растительного белка браззеина в бактериальной системе бесклеточного синтеза белка (БСБ). Для синтеза этого фермента использовали S30-клеточный экстракт Escherichia coli, химерную РНК-полимеразу бактериофага Т7 и высококопийный плазмидный вектор pET42mut со встроенным в него геном браззеина. В результате выполнения работы впервые продемонстрирована возможность синтеза сладкого белка в системе БСБ. При этом объемный выход браззеина в оптимизированных условиях проведения процесса составил 2 мг/мл реакционой смеси, что в 57 раз больше, чем максимальный выход его в ранее описанных в литературе экспериментах с использованием цельноклеточных систем экспрессии.
На экспериментальной модели алюминиевого нейротоксикоза установлено, что в условиях хронического введения хлорида алюминия у крыс развиваются явления окислительного стресса и угнетение восстановительного потенциала системы глутатиона в митохондриальной и постмитохондриальной фракциях больших полушарий мозга. Показано, что введение N-ацетилцистеина, а также сочетанного назначения его с модуляторами биосинтеза кофермента А (D-пантенолом или D-пантетином) на фоне алюминиевого нейротоксикоза приводят к выраженному снижению продукции активных форм кислорода митохондриями, снижению наработки тиобарби-турат-реагирующих соединений, нормализации содержания глутатиона и его биосинтеза в ткани мозга. Полученные результаты указывают на высокую эффективность предшественника биосинтеза глутатиона N-ацетилцистеина в предупреждении окислительного стресса в хронической модели алюминиевого нейротоксикоза, что может быть обоснованием для его применения как модулятора редокс-статуса митохондрий при развитии нейродегенеративной патологии.
МЕДИЦИНА
Разработан эффективный метод лечения хронического тонзиллита, основанный на комбинированном (последовательном) воздействии на небные миндалины лазерным излучением фиолетовой (длина волны 405 нм) и красной (длина волны 650 нм) областей спектра при плотности мощности 25 мВт/см2 в течение 3 мин на каждую миндалину на протяжении 7 дней. Показано, что проведение лазерной терапии по вышеуказанной методике оказывает положительный противовоспалительный, противоотечный и противомикробный эффекты. При этом антимикробное действие лазерного излучения обусловлено возбуждением эндогенных фотосенсибилизаторов порфирино-вой и флавиной природы, локализованных преимущественно в патогенной микрофлоре. Высокая эффективность генерации синглетного кислорода указанными соединениями способна обеспечить реализацию бактерицидного действия света без внесения экзогенных фотосенсибилизаторов.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Исследована структура ультрамелкозернистых материалов, полученных деформационными способами при воздействии ультразвуковых колебаний; предложены новые способы и устройства интенсивной пластической деформации с наложением ультразвуковых колебаний, позволяющие формировать ультрамелкозернистую структуру в протяженных материалах; определены оптимальные режимы пластической деформации и термообработки, позволяющие достичь наиболее высокой термостабильности и пластичности в сочетании с высокой прочностью материалов. Разработаны конструкции ультразвуковых колебательных систем для получения протяженных объемных наноструктурированных материалов, и опробована технологическая схема получения ультрамелкозернистой проволоки с использованием ультразвуковой обработки при равноканальном угловом протягивании. Показано, что данный процесс деформационной обработки может быть совмещен в единый технологический цикл с волочением проволоки. Применим в машиностроении, приборостроении и кабельной промышленности.
Исследовано влияние гибридного наполнения полиэтилентерефталата (ПЭТ) короткими стеклянными волокнами (СВ) и многостенными углеродными нанотрубками (МУНТ) на статические и динамические механические свойства композитов, а также особенности структуры и текучесть расплавов. Компаундирование материалов осуществляли смешением в расплаве ПЭТ методом реакционной экструзии. Исследуемые композиты содержали от 15 до 60 мас. % СВ, концентрация МУНТ составляла 0,5 и 1,6 мас. %. Показано, что при гибридном наполнении ПЭТ наблюдается синергическое повышение прочности и модулей упругости композитов при растяжении и изгибе, а также динамического модуля сдвига в широком интервале температур. Добавки МУНТ интенсифицируют межфазную адгезию, оказывают нуклеирующее влияние на кристаллизацию связующего, повышают его термостабильность.
Впервые получены наночастицы карбида кремния при распылительном пиролизе микрокапель хлортриметилсилана в потоке аргона. Показано, что при увеличении температуры стенок реактора до 1100 °С степень чистоты образца из наночастиц увеличивается, при этом их средний размер составляет 6-40 нм.
СОЦИАЛЬНО-ГУМАНИТАРНЫЕ НАУКИ
Определены ключевые моменты модернизации национальной экономики: широкое развитие рыночной инфраструктуры, минимизация прямого государственного вмешательства; кооперация и интеграция заинтересованных субъектов хозяйствования и создание кооперативноинтеграционных корпораций (фирм) и кластерных систем; сквозная экспортоориентированность отечественного АПК; высокий уровень стимулирования труда и его прямая связь с производственными результатами.
ISSN 2524-2431 (Online)