![Открытый доступ](https://journals.eco-vector.com/lib/pkp/templates/images/icons/text_open.png)
![Доступ закрыт](https://journals.eco-vector.com/lib/pkp/templates/images/icons/text_unlock.png)
![Доступ закрыт](https://journals.eco-vector.com/lib/pkp/templates/images/icons/text_lock.png)
Том 18, № 4 (2022)
Статьи
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОКЕАНОЛОГИИ И ФИЗИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ (НА ПРИМЕРЕ МОРЕЙ И ПОБЕРЕЖЬЯ РОССИИ)
Наука Юга России. 2022;18(4):3-18
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
ДИСПЕРСИОННЫЕ СВОЙСТВА СОСТАВНОЙ ПЛАСТИНЫ ИЗ НЕОДНОРОДНЫХ ПЬЕЗО- И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЕВ
Аннотация
Предложен подход к исследованию дисперсионных свойств составной пластины из неоднородных пьезоэлектрического и диэлектрического слоев. При моделировании неоднородности слоев использована двухкомпонентная модель с функционально градиентным изменением свойств от параметров основного материала до параметров другого материала. Внешние поверхности пластины свободны от механических напряжений. Электрически они могут быть как открытыми и граничащими с вакуумом, так и короткозамкнутыми. На примере задачи о сдвиговых, инициированных бесконечно удаленным источником, гармонических колебаниях пластины исследовано влияние характера неоднородности, ее локализации и размера области перехода одного материала в другой на дисперсионные свойства структуры в широком диапазоне частот. Результаты исследования приведены в безразмерных параметрах, оформлены в виде графиков и могут представлять определенный интерес при разработке, проектировании и оптимизации функционально ориентированных материалов и структур, используемых при создании новых микро- и наноразмерных приборов и устройств на поверхностных акустических SH-волнах с высокими эксплуатационными характеристиками.
Наука Юга России. 2022;18(4):19-28
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
ОБ ЭЛЛИПТИЧНОСТИ УРАВНЕНИЙ РАВНОВЕСИЯ В ГРАДИЕНТНОЙ НЕЛИНЕЙНОЙ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ N-го ПОРЯДКА
Аннотация
В рамках градиентной теории упругости n-го порядка введены условия эллиптичности и сильной эллиптичности уравнений равновесия. В рассматриваемой модели плотность энергии деформации зависит от градиентов деформации до n-го порядка включительно. В результате уравнения равновесия представляют собой систему трех нелинейных уравнений в частных производных порядка 2n относительно вектора перемещений. Данная модель используется для описания дальнодействующих взаимодействий, особенно важных в случае моделирования материалов на малых масштабах. Действительно, градиентная теория упругости описывает масштабные эффекты, наблюдаемые на микро- и наноуровне. В нелинейной теории упругости условия сильной и ординарной эллиптичности рассматриваются как одни из определяющих неравенств. В частности, эллиптичность связывается с устойчивостью материала в малом. С математической точки зрения эллиптичность является естественным свойством уравнений статики, гарантирующим определенные свойства соответствующих краевых задач, такие как, например, гладкость решений, разрешимость, свойства спектра. В отличие от нелинейной теории упругости условия сильной эллиптичности в градиентных средах исследованы в меньшей степени. Здесь условия эллиптичности налагают ограничения на форму зависимости уравнений состояния от градиентов деформации n-го порядка. Именно эллиптичность влечет ограничения на касательные модули максимального порядка и не накладывает никаких ограничений на зависимость от градиентов деформации меньшего порядка. Градиентная теория упругости n-го порядка может рассматриваться как своего рода градиентная регуляризация модели n-1-го порядка для любого номера n. С этой точки зрения нарушения эллиптичности можно избежать, рассматривая градиенты деформации более высоких порядков.
Наука Юга России. 2022;18(4):29-32
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
НАНОРАЗМЕРНЫЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ – НОВАЯ АКТИВНАЯ СРЕДА ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
Аннотация
Приведены результаты междисциплинарных исследований сегнетоэлектрических гетероструктур, полученных по принципиально новой технологии, разработанной в лаборатории физики тонких сегнетоэлектрических пленок Южного научного центра Российской академии наук (ЮНЦ РАН). Получаемые по этой технологии гетероструктуры сложных оксидов по структурному совершенству и диэлектрическим свойствам значительно превосходят лучшие зарубежные образцы. Комплексное исследование гетероструктур сложных оксидов (методы рентгендифракционного анализа, исследования диэлектрических характеристик, исследования генерации второй гармоники, спектроскопия комбинационного рассеяния света, высокоразрешающая электронная микроскопия) позволило выявить основные особенности применения такой новой активной среды в микроэлектронике СВЧ, оптическом диапазоне, в устройствах на поверхностных акустических волнах, в микродатчиках, а также разработать и создать в ЮНЦ РАН опытные образцы. Установлена область оптимальных толщин пленок для применения в управляющих устройствах СВЧ-диапазона – между 25 и 50 нм. Эта область характеризуется максимальным коэффициентом управляемости и минимальными диэлектрическими потерями. Более того, методы рентгеноструктурного анализа позволяют однозначно определить механизм роста пленок и установить ожидаемый коэффициент управляемости. Разработанный в ЮНЦ РАН микродатчик на основе наноразмерных сегнетоэлектрических гетероструктур с пороговой чувствительностью Δl/l ≈ 10−9... 10−10, работающий в диапазоне частот 10−4... 107 Гц, позволит создать системы диагностики сложных механических систем в минимальные сроки. При использовании в устройстве на поверхностных акустических волнах в качестве активного элемента тонкой сегнетоэлектрической пленки можно вдвое повысить рабочую частоту преобразователя за счет формирования в пленке периодической доменной структуры, представляющей собой фотонный кристалл. Путем изменения внешнего поляризующего напряжения на электродах пленки можно создавать преобразователи с электрически регулируемым коэффициентом электромеханической связи.
Наука Юга России. 2022;18(4):33-43
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
АСТРОНОМИЯ ЮГА РОССИИ
Аннотация
Дан краткий обзор астрономической инфраструктуры юга России, где сосредоточены основные наблюдательные возможности страны. Перечислены основные астрономические центры, приведена краткая информация по каждому из них. Обсуждены возможные пути развития астрономических исследований в России. Отмечено большое значение международного сотрудничества для развития астрономии. Исключительно положительную роль в развитии отечественной астрономии могло бы сыграть вступление нашей страны в крупнейшую международную астрономическую организацию – Европейскую южную обсерваторию, обладающую самым передовым инструментальным парком. Это позволило бы скачкообразно преодолеть сложившееся за десятилетия технологическое отставание от ведущих стран и получить доступ ко всем крупнейшим телескопам мира, однако в сложившейся геополитической обстановке пути для этого на данный момент закрыты. Наиболее реалистичным и перспективным в существующих условиях представляется развитие астрономических исследований в области миллиметровой и субмиллиметровой астрономии, что определяется важностью данного спектрального диапазона для астрономических исследований, практически полным отсутствием соответствующих инструментов в России, перспективностью с точки зрения развития соответствующих промышленных технологий, а также имеющимся заделом (наземный проект «Суффа» и космический проект «Миллиметрон»). В качестве первого шага предложено разработать специальную программу развития базы астрономических исследований для южного региона, предусматривающую ряд стратегически важных шагов и включающую создание новой обсерватории на Северном Кавказе, с участием научных организаций и вузов юга России, в частности Южного научного центра Российской академии наук.
Наука Юга России. 2022;18(4):44-52
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
СИНТЕЗ, СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ И ИОНОХРОМНЫЕ СВОЙСТВА ТИОСЕМИКАРБАЗОНОВ ЗАМЕЩЕННЫХ ХИНОЛИН-3-КАРБАЛЬДЕГИДОВ
Аннотация
Осуществлен синтез серии тиосемикарбазонов замещенных хинолин-3-карбальдегидов. 2-фенилэтинилхинолиновый тиосемикарбазон селективно ионохромен по отношению к ионам Cu2+ и Hg2+ в ацетонитриле. При этом бесцветный раствор окрашивается в желтый цвет, а исходная эмиссия лиганда смещается в длинноволновую область и становится более интенсивной. Тетразол[1,5-a]хинолиновое производное демонстрирует контрастный ионохромный naked-eye эффект в присутствии катионов Cd2+, Hg2+ и Cu2; окраска раствора в случае ионов меди меняется на ярко-желтую. 2-оксо-1,2-дигидрохинолиновое производное также проявляет ионохромные свойства по отношению к указанным катионам, однако новые максимумы поглощения находятся в более коротковолновой области спектра. В присутствии ионов кадмия(II) наблюдается селективное увеличение интенсивности эмиссии (I/I0) в 90 раз, что превосходит параметры чувствительности большинства известных флуоресцентных сенсоров на Cd2+. Обнаруженные закономерности свидетельствуют о большом потенциале замещенных тиосемикарбазонов в области сенсорики и могут быть использованы при создании ионохромных и флуоресцентных хемосенсоров для экспресс-анализа катионов.
Наука Юга России. 2022;18(4):53-58
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ТРИБОСИСТЕМ ПУТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ИХ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Аннотация
Обсуждаются принципы выбора материалов, технологии нанесения и модифицирования металлических поверхностей трения при вакуумной ионно-плазменной обработке алмазоподобных покрытий физическими методами. На основе квантово-химических расчетов и с использованием современного инструментария – рентгеновской фотоэлектронной и оже-электронной спектроскопии (РФЭС и ОЭС) – проведена оценка энергии межатомных взаимодействий на границах зерен железа, разделенных атомами различных химических элементов. С помощью методов квантовой химии показано, что при моделировании прочностных свойств нанопокрытий, нанесенных на поверхность металла и состоящих из атомов элементов Ti, Al, N, влиянием глубоколежащих слоев железа на прочность покрытия можно пренебречь. Этот эффект обусловлен сильным экранирующим действием электронной подсистемы железа на внешние воздействия. Использование в работе методов квантовой химии позволило исследовать эффекты, возникающие на наноуровне и мало доступные для исследования с помощью приборной техники. В частности, установлено, что при нанесении на поверхность железа вначале углеродного нанопокрытия, а затем нанослоев из других элементов в системе слоев может происходить расслоение, приводящее к ослаблению общей прочности покрытия. Это расслоение обусловлено перераспределением электронной плотности между слоями из разных элементов. Возникающее при этом ослабление прочности может не проявляться при измерении прочности стандартными методами. В связи с этим при разработке новых типов нанопокрытий на металлах наряду со стандартными методами необходимо использовать и теоретические (в первую очередь квантово-химические) методы оценки прочности нанопокрытий. Рассматриваемый в работе подход может быть использован также при разработке критериев выбора химических элементов для модифицирования поверхностей трения, способствующих повышению износостойкости тяжелонагруженных трибосистем.
Наука Юга России. 2022;18(4):59-65
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
ПРИМЕНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ
Аннотация
Рассмотрены вопросы практического применения энергии взрыва в мирных целях, в частности для создания новых металлических, металлокерамических и металлополимерных и ряда других материалов, для придания материалам новых эксплуатационных свойств, приведены различные схемы взрывного нагружения, приведены некоторые закономерности физики взрыва и теории высокоскоростного соударения тел. В целом ряде случаев энергия взрыва является безальтернативным способом получения материалов с уникальными свойствами. Приведены известные из истории примеры первого применения взрыва в военных целях при осаде Белграда и штурме Казани, самого мощного в мировой строительной практике взрыва, перекрывшего 80-метровой плотиной р. Малую Алматинку в 1966–1967 гг., первых попыток применения взрыва в мирных целях при чеканке железных пластин с помощью взрыва путем перенесения отпечатка с трафарета, при соединении труб при производстве велосипедов в Великобритании путем внутренней раздачи с помощью воды, нагружаемой взрывом небольших зарядов взрывчатых веществ, при формообразовании цилиндрических металлических деталей в матрице взрывом. Рассмотрены некоторые аспекты и примеры практического использования взрыва при упрочнении металлов, штамповке, сварке и резке, обработке сварных соединений, компактировании порошковых материалов и нанесении композиционных порошковых покрытий на поверхности монолитных металлических заготовок, активации полимерных порошковых материалов, синтезе детонационных алмазов, для повышения урожайности некоторых видов растений при воздействии слабых ударных волн на их семена, а также в ряде других технологических процессов.
Наука Юга России. 2022;18(4):66-84
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
ОБ ИССЛЕДОВАНИЯХ В ОБЛАСТИ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ЛАБОРАТОРИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ЮНЦ РАН
Аннотация
В настоящее время информационные технологии находят все большее применение в разных сферах человеческой деятельности. Происходит взрывное развитие ряда современных информационных технологий, таких как нейросети, искусственный интеллект, туманные и облачные вычисления и др. За счет появления новой элементной базы совершенствуются технологии в области робототехники, беспроводных технологий связи, информационно-управляющих систем и вычислительных комплексов. Применение всех этих новых технологий при построении современных информационно-управляющих систем является не просто важным и актуальным, но и необходимым, так как соответствует современным технологическим вызовам. В Южном научном центре Российской академии наук исследованиями в данной предметной области занимается коллектив лаборатории информационных технологий и процессов управления. В статье сделан обзор научных исследований и разработок лаборатории, кратко описаны следующие направления исследований: «Реконфигурируемые вычислительные системы с высокой реальной производительностью», «Коллективное управление группами роботов», «Многопроцессорные и нейросетевые информационно-управляющие системы для различных областей применения». Направление «Реконфигурируемые вычислительные системы с высокой реальной производительностью» включает в ебя научно-практические исследования и промышленное изготовление высокотехнологичных базовых вычислительных модулей и разработку программного обеспечения реконфигурируемых вычислительных систем с высокой реальной производительностью. Направление «Коллективное управление группами роботов» включает в себя научные исследования и практические разработки в области создания методов управления и средств построения распределенных информационно-управляющих систем для повышения эффективности работы сложных мехатронных объектов, в том числе интеллектуальных роботов. Направление «Многопроцессорные и нейросетевые информационно-управляющие системы для различных областей применения» включает в себя научные и практические исследования в области разработки методов и средств построения распределенных информационно-управляющих систем, математического и программного обеспечения для таких систем в целях повышения безопасности и обеспечения эффективности работы сложных мехатронных объектов, систем мониторинга и прогнозирования различного назначения. В дальнейшем целесообразно объединить исследования по направлениям «Коллективное управление группами роботов» и «Многопроцессорные информационно-управляющие системы для различных областей применения» с целью разработки новых методов организации и управления информационно-управляющими системами, включающими мобильные компоненты.
Наука Юга России. 2022;18(4):85-96
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
ПЕЛАГИЧЕСКИЕ ФИТОЦЕНОЗЫ АЗОВСКОГО МОРЯ
Аннотация
Анализ оригинальных материалов многолетних исследований, литературных и архивных данных позволил сделать ряд обобщений и выводов, характеризующих основные закономерности и особенности структурной организации и функционирования пелагических альгоценозов Азовского моря, их сезонной изменчивости и особенностей циклических явлений в развитии. В настоящее время в Азовском море, по данным различных авторов, насчитывается более 700 видов, разновидностей и форм планктонных водорослей, относящихся к Bacillariophyceae, Dinophyceae, Cyanophyceae, Chlorophyceae, Chrysophyceae, Cryptophyceae, Euglenophyceae, Prymnesiophyceae, Prasinophyceae, Xanthophyceae. Абсолютными доминантами как в таксономическом плане, так и в формировании валовой биомассы фитопланктонного сообщества Азовского моря являются диатомовые и зеленые водоросли. В весенний, осенний и зимний периоды в микроводорослевом сообществе доминируют диатомовые, летом – динофитовые, диатомовые и зеленые водоросли. Своего максимального развития пелагический альгоценоз достигает в весенний период, основная биомасса планктонного фитоценоза формируется за счет диатомовых водорослей, которые составляют более 80 % общей фитомассы. В целом альгоценоз, развивающийся в Азовском море, может быть охарактеризован как олигогалобный комплекс космополитных видов, формирующийся с широким участием тропических, бореальных и арктобореальных форм. Концепция годового сукцессионного цикла развития пелагического фитоценоза может быть предложена в качестве базовой схемы. В годовом сукцессионном цикле микроводорослей Азовского моря четко прослеживаются 4 фазы: фаза цветения ледовой и подледной микрофлоры, весенний сукцессионный цикл, фаза летне-осеннего сбалансированного развития, зимняя стадия покоя.
Наука Юга России. 2022;18(4):97-107
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПОДХОД И НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СОХРАНЕНИИ ГУСЕОБРАЗНЫХ
Аннотация
Обобщены результаты полевых экспериментов, проведенных в 2012–2022 гг., по улучшению качества местообитания и сохранению гусеобразных (Anseriformes) птиц на Западном Маныче. Исследования выполнены в районе Весёловского водохранилища, водно-болотного угодья международного значения, одного из важных водоемов на миграционном пути гусеобразных. Рассмотрены факторы, оказывающие влияние на состояние местообитаний: климат и человеческая деятельность. В 2000−2021 гг. климатические условия стали в целом благоприятными для гусеобразных, однако на их численности сказываются экстремальные погодные явления. Растет влияние таких негативных антропогенных факторов, как беспокойство, трансформация местообитаний, изменение сельскохозяйственных технологий, что приводит к снижению экологической емкости территории для гусеобразных. Обсуждены результаты эксперимента по реинтродукции кряквы Anas platyrhynchos Linnaeus, 1758, который позволил снизить охотничий пресс на дикую популяцию этого вида и стабилизировать ее численность. Для экспериментальной оценки влияния фактора беспокойства на птиц были выбраны два участка с
Наука Юга России. 2022;18(4):108-120
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
МЕЛКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ НЕЗАСТРОЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ РОСТОВА-НА-ДОНУ
Аннотация
Впервые для незастроенных территорий крупного города на юге России на примере Ростова-на-Дону выполнена характеристика фауны мелких млекопитающих, проведено сравнение с таковой прилегающих к городу естественных ландшафтов. Отловы проводились на нескольких участках с разной степенью антропогенного воздействия. Наибольшее видовое разнообразие (6–7 видов) отмечено на левобережье Дона (пойменные биотопы рекреационных зон). При этом здесь доминировала малая лесная мышь. Участки, располагающиеся в городской застройке, имели пониженное видовое разнообразие (4–5 видов). Доминирующим видом была обыкновенная лесная мышь, на одной из площадок с ней содоминировала домовая мышь. Преимущественное проникновение в черту городской застройки из группы лесных мышей именно обыкновенной лесной мыши, по-видимому, связано с определенными чертами ее экологии, что отражается и в ее связи на юге России с луговыми биотопами. На всех обследованных участках в пределах городской черты преобладали гемисинантропы. Наиболее высокая доля синантропов отмечена в пойме р. Темерник, на забурьяненных участках с редкими деревьями. В пределах городской застройки экзоантропные виды не зарегистрированы.
Наука Юга России. 2022;18(4):121-127
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)
НАСЛЕДИЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКИ В ФЕДЕРАЛЬНОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ БЮДЖЕТНОМ УЧРЕЖДЕНИИ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ОНКОЛОГИИ» МИНЗДРАВА РОССИИ
Аннотация
Настоящее сообщение посвящено формированию научного подхода к управлению состоянием организма при развитии опухолевого процесса. Такой подход основан на открытии закономерности развития различных общих неспецифических адаптационных реакций в зависимости от силы действующего фактора, определившем перспективы повышения противоопухолевой резистентности организма. Выявлены изменения в состоянии центральной нервной системы, эндокринной и иммунной систем, отличающие антистрессорные адаптационные реакции друг от друга и от реакции стресс Г. Селье. Установлены сигнальные гематологические критерии четырех основных архетипов реакций – тренировки, спокойной и повышенной активации, стресса. При испытании разных по качеству факторов в широком диапазоне доз выявлена новая, ранее не известная, система периодического повторения тетрады реакций на разных уровнях реактивности организма. Это существенно расширило возможности управления адаптивным состоянием организма при онкопатологии и других тяжелых заболеваниях, а также при старении. Сформировано новое лечебное направление – активационная терапия, – использующее эффективные режимы воздействия на организм факторов различной природы. Показаны возможности активационной электромагнитотерапии в качестве сопроводительного лечения при адъювантной химио- и лучевой терапии опухолей различной локализации. Изучено влияние нейрогенной боли на злокачественный процесс и характеристики электрофизиологической активности нейронов. Представлена новая парадигма психосоматической медицины, основанная на связи физического и психологического состояния с архетипом интегральной адаптационной реакции организма, имеющей многоуровневые механизмы формирования – от субклеточного до системного.
Наука Юга России. 2022;18(4):128-138
![pages](/img/style/pages.png)
![views](/img/style/views.png)
![](/img/style/loadingSmall.gif)