В Московском Политехе составили топ-5 прорывных изобретений вуза: от реабилитационных устройств до новых сплавов для авиадвигателей и электродов для аккумуляторов электромобилей. Часть проектов уже прошла испытания, другие находятся на стадии прототипов.
Система управления экзоскелетом, распознающая намерение двигаться
Специалисты Московского Политеха создали систему, которая синхронизирует реабилитационный экзоскелет с намерением пациента начать движение. Устройство считывает три физиологических показателя: электроэнцефалограмму, электромиограмму мышц ног и электродермальный ответ кожи. На их основе формируется «маркер намерения движения», и экзоскелет выбирает один из четырёх режимов ассистирования — от полностью автоматического до ручного. В испытаниях участвовали 40 пациентов после ишемического инсульта. В экспериментальной группе прирост по шкале баланса Берга составил 22 балла, в контрольной — 12. Сейчас разработчики работают над точностью классификации сигналов и скоростью реакции экзоскелета.
Многоразовый биосенсор для определения креатинина
В вузе создают многоразовый биосенсор для контроля креатинина — ключевого показателя работы почек. Проект поддержан грантом Российского научного фонда, руководит им доцент Александр Ким.
Учёные предлагают помещать ферменты внутрь полиэлектролитных микрокапсул. Это позволяет использовать один и тот же фермент десятки раз, в отличие от одноразовых тест-систем. В основе биосенсора — каскад из трёх ферментов, которые последовательно расщепляют креатинин с образованием пероксида водорода, фиксируемого электродом.
Разработчики рассчитывают, что устройство сохранит работоспособность не менее шести месяцев и выдержит не менее 50 циклов измерений. В перспективе такой прибор можно будет использовать дома, без визита в лабораторию.
Новые сплавы для авиадвигателей
Совместно с исследователями НИТУ МИСИС учёные Московского Политеха работают над порошковыми сплавами нового поколения на основе алюминидов титана для 3D-печати деталей авиационных и ракетных двигателей.
Задача — одновременно снизить вес деталей и повысить их прочность и жаростойкость. По расчётам, плотность новых сплавов снизится до 4–4,2 г/см³, прочность превысит 1100 МПа, а рабочий диапазон температур поднимется выше 650°C. Детали при той же надёжности будут весить на 10–15% меньше, что напрямую конвертируется в экономию топлива. Параметры лазерной печати для каждого состава планируется подбирать с помощью машинного обучения.
Электроды для аккумуляторов электромобилей
Московский Политех разрабатывает новые электродные материалы для литий- и натрий-ионных аккумуляторов и суперконденсаторов. В основе — тонкие плёнки наноструктурированного оксида вольфрама, наносимые методом электрохимического осаждения.
Уже полученные образцы демонстрируют удельную ёмкость до 630 Ф/г для суперконденсаторов и 685 мАч/г для литий-ионных аккумуляторов, что соответствует уровню лучших мировых аналогов. Гибридная система, где суперконденсатор берёт на себя пиковые нагрузки, а аккумулятор обеспечивает запас хода, позволяет продлить срок службы батареи. Проект выполняется при поддержке гранта конкурса имени П. Л. Капицы в рамках «Приоритет 2030».
Опытно-производственный участок сборки электронных устройств
Университет создаёт центр контрактной разработки и сборки электронных устройств полного цикла — от технологического аудита и конструкторской документации до серийной сборки радиоэлектронных изделий.
Участок оснащён автоматической оптической инспекцией, внутрисхемным и функциональным тестированием, технологиями SMD и THT. Центр станет производственной базой Передовой инженерной школы технологического лидерства ФДР, которая разрабатывает электротранспорт и беспилотные системы. Потенциальные заказчики — R&D-подразделения, стартапы и промышленные компании. Параллельно центр будет готовить кадры для радиоэлектронной отрасли — операторов, технологов и инженеров качества.