Reports of the National Academy of Sciences of Belarus
Not a member yet
977 research outputs found
Sort by
Математическое моделирование влияния вакцинации на распространение эпидемии COVID-19
Get PDFThe mathematical model based on a system of ordinary differential equations is proposed to describe the effect of the vaccination rate on the spread of the COVID-19 epidemic. The results of numerical modeling are presented for the case when vaccination begins after the beginning of the epidemic. A dimensionless vaccination parameter V was obtained, which allows one to characterize the effect of the vaccination rate on the reduction of the incidence of viral diseases with different virulence levels in a large closed population of people. Introducing this parameter allows the simulation results to be generalized to the populations of different size, different epidemic spread rate, different vaccination rate, and different vaccine efficiency. It has been shown that increasing the parameter V decreases the proportion of the sick population. It follows from our model that the vaccination influence on the spread of a respiratory viral disease such as COVID-19 decreases for a later initiation of vaccination. The simulation results should contribute to the development of optimal vaccination scenarios for the population.Предложена математическая модель на основе системы обыкновенных дифференциальных уравнений для описания влияния темпа вакцинации на распространение эпидемии типа COVID-19. Приведены результаты численного моделирования для случая, когда вакцинация начинается после начала распространения эпидемии. Получен безразмерный параметр вакцинации V, который позволяет количественно характеризовать влияние темпа вакцинации на снижение заболеваемости вирусными заболеваниями с различными уровнями вирулентности в большой замкнутой популяции людей. Введение этого параметра позволяет переносить результаты моделирования на популяции других размеров для разных скоростей распространения эпидемии, разных скоростей вакцинирования и разной эффективности вакцин. Показано, что увеличение параметра вакцинации V при прочих равных условиях приводит к снижению доли заболевшего населения. Показано также, что при постоянном темпе вакцинации ее влияние на распространение респираторного вирусного заболевания типа COVID-19 снижается при более позднем начале вакцинации. Результаты моделирования могут способствовать разработке оптимальных сценариев вакцинации населения
Перспективы применения микрорезонаторов Фабри–Перо для тепловизионной техники
Get PDFThe results of study of the developed IR system based on the Fabry–Perot microresonator, functioning on the basis of the thermal-optical effect, are presented for its possible application in thermal imaging technology. The tuning factor of the Fabry–Perot microresonator calculated from the experimental data was kT = 0.44 nm/°С. An array of Fabry–Perot microresonators with pixel resonators in the form of 8 × 8 µm2 squares with a 2 µm gap in the amount of 640 × 480 pieces was made. It is shown that the characteristics of the developed thermal imaging system are not inferior to thermal imaging systems of a comparable class.Представлены результаты исследований разработанной ИК-системы на базе микрорезонатора Фабри– Перо, функционирующей на основе термооптического эффекта, для ее возможного применения в тепловизионной технике. Рассчитанный по экспериментальным данным коэффициент перестройки микрорезонатора Фабри–Перо составил kT = 0,44 нм/°С. Изготовлена матрица микрорезонаторов Фабри–Перо с резонаторами-пикселями в виде квадратов 8 × 8 мкм2 с зазором 2 мкм в количестве 640 × 480 штук. Показано, что характеристики разработанной системы термовизуализации не уступают тепловизионным системам сопоставимого класса
Численное моделирование процесса магнитно-импульсной обработки осевого режущего инструмента в ANSYS
Get PDFThe purpose of this study is an analysis of the numerical simulation results of the magnetic-pulsed processing (MPP) of axis cutting tools using ANSYS. Practical recommendations for the choice of optimal MPP modes are developed on the basis of this analysis. The induction current distribution on the surface of a drill placed in an inductor was obtained using the Ansys Electronics Desktop (Maxwell) module. The time realization of the current pulse in the inductor corresponds to the shape of the experimentally measured pulse waveform. The magnetic pulse is generated by the unit MIU-2. According to the calculation, the magnetic field strength reaches the value h0,1 = 1.247 · 107 [A/m] at a depth of 0.1 mm from the drill surface. Two cases of drill positioning in the inductor are considered: full loading of the drill (the drill is installed on the inductor entire length) and half loading of the drill (the cutting edges are situated in the inductor center). The analysis results show that the density of the induction current has the highest value in the grove of the drill at full loading and in the region of cutting during the discharging in the inductor for the MPP cycle and drill cooling during the charging of the capacitor bank for the repeated MPP cycle) using the Ansys Transient Thermal module. The temperature distribution was obtained for the both options for the location of the drill inside the inductor. The result is that for reinforcing the side surface of the cutting tool (cutting band) the full loading option must be used. For reinforcing the cutting edges the half loading option is more efficient.Целью данного исследования является анализ результатов численного моделирования процесса магнитно-импульсной обработки (МИО) осевого режущего инструмента в среде ANSYS и выработка на их основе практических рекомендаций, связанных с выбором режимов МИО. С использованием модуля Ansys Electronics Desktop (Maxwell) получено распределение индукционных токов на поверхности сверла, помещенного в индуктор. Временная реализация импульса тока в индукторе соответствует форме экспериментально измеренного импульса, который генерируется установкой МИУ-2. Рассчитана напряженность магнитного поля, которая на глубине 0,1 мм от поверхности сверла достигает h0,1 = 1,247 · 107 [А/м]. Рассмотрены два случая позиционирования сверла в индукторе: полная загрузка сверла (сверло устанавливается на всю длину индуктора) и половинная загрузка сверла (режущие кромки находятся в центре). Анализ показал, что плотность индукционного тока имеет наибольшую величину в канавке сверла при полной загрузке и в области режущих кромок при половинной загрузке. С использованием модуля Ansys Transient Thermal: выполнено моделирование тепловых процессов для двух основных временных интервалов (нагрев сверла в процессе разряда в индукторе при МИО и остывание сверла во время заряда конденсаторной батареи для повторного цикла МИО). Получено распределение температуры для обоих вариантов расположения сверла внутри индуктора и сделан вывод, что для обработки боковой поверхности режущего инструмента (режущей ленточки) необходимо использовать вариант с полной загрузкой, а для обработки режущих кромок, более эффективной является половинная загрузка
Роль полиморфных вариантов генов дофаминергической системы в формировании психоэмо ционального статуса человека
Get PDFThe genes of the neurotransmitter systems of the brain play a significant role in the formation of the psychological properties of a person. The dopaminergic system is one of the leading systems influencing the manifestation of individual psychological characteristics and the development of anxiety and depressive disorders. The association of polymorphic variants of the dopaminergic system genes with the psycho-emotional status of a person was analyzed using the molecular genetic analysis. The study involved 1454 representatives of the Belarusian population. The genotypes of 167 employees of the special forces of the Ministry of Internal Affairs of the Republic of Belarus and 235 highly skilled athletes were studied as the groups that were supposedly more stress-resistant. The opposite group consisted of 534 patients of the Republican Scientific and Practical Center for Mental Health with personality disorders and deviant behavior. The population control group included 518 volunteers representing the population of Belarus without known pathologies. As a result of the psychological testing, the groups with low and high emotional stability were identified by the quartile method. Genetic testing of groups with 11 polymorphic variants of 5 genes of the dopaminergic system made it possible to identify informative genetic markers of a person’s psycho-emotional status. The most significant polymorphisms were rs4680 and rs165599 of the COMT catechol-O-methyltransferase gene, rs1611115 of the dopamine-metabolizing enzyme dopamine-β-hydroxylase gene DBH, and rs6275 of the type 2 dopamine receptor gene DRD2. The results obtained can be used for preventive diagnostics of disorders in the psycho-emotional sphere, as well as for the development of programs for correction of borderline states, deviant and delinquent behavior, as well as mental illness.Гены нейромедиаторных систем мозга играют значительную роль в формировании психологических свойств человека. Дофаминергическая система является одной из ведущих систем, оказывающих влияние на проявление индивидуальных психологических особенностей и развитие тревожно-депрессивных расстройств. Нами проанализирована ассоциация полиморфных вариантов генов дофаминергической системы с психоэмоциональным статусом человека. В исследовании приняли участие 1454 представителя белорусской популяции. В качестве групп предположительно более стрессоустойчивых исследованы генотипы 167 сотрудников спецподразделений Министерства внутренних дел Республики Беларусь и 235 высококвалифицированных спортсменов. Противоположную группу составили 534 пациента РНПЦ психического здоровья Министерства здравоохранения Республики Беларусь с личностными расстройствами и девиантным поведением. В группу популяционного контроля вошли 518 добровольцев без известных патологий. В результате проведенного психологического тестирования определены методом квартилей группы с низкой и высокой эмоциональной стабильностью. Молекулярно-генетическое тестирование групп по 11 полиморфным вариантам 5 генов дофаминергической системы позволило выявить информативные генетические маркеры психоэмоционального статуса человека. Наиболее значимыми оказались полиморфизмы rs4680 и rs165599 гена катехол-О-метилтрансферазы COMT, rs1611115 гена фермента метаболизма дофамина допамин-βгидроксилазы DBH и rs6275 гена дофаминовых рецепторов DRD2. Полученные результаты могут быть использованы для превентивной диагностики нарушений психоэмоциональной сферы, а также для разработки программ коррекции пограничных состояний, девиантного и делинквентного поведения, а также психических заболеваний.
Основные хозяйственно полезные признаки коров заводских линий Букем 66636657 и Блитц 17013604 голштинской породы молочного скота отечественной селекции
Get PDFThe Holstein breed of dairy cattle is the most widespread due to its high productivity (7000–11000 kg of milk with 3.6–3.8 % of fat and 3.0–3.2 % of protein), good adaptability to a variety of climatic, feed and technological conditions, as well as a high feed conversion ratio. In this regard, the breeding of animals of this breed, including the pedigree breeding and the creation of optimal conditions for directional rearing of young animals, is of great importance for the economy of the Republic of Belarus. Any breed is characterized by a distinctive quality, a certain structure, and specific morphological and economically useful traits. The goal of our work was to analyze the main economically useful traits of two new factory lines Bukem 66636657 and Blitz 17013604 of the Holstein breed of dairy cattle of domestic selection. To achieve this goal, we used the UE “GIVC Minselhozproda” information database of pedigree dairy cattle bred at basic farms. It has been established that cows of new factory lines are characterized by high milk productivity rates, good reproductive performance and sufficient development regardless of breed line. The effective use of animals of new factory lines will increase the genetic potential of milk productivity of herds, allowing for obtaining high-value young pedigree cattle of domestic origin.Голштинская порода молочного скота является наиболее распространенной, благодаря высокой продуктивности (7–11 тыс. кг молока при содержании жира 3,6–3,8 % и белка 3,0–3,2 %), хорошей приспособляемости к разнообразным климатическим, кормовым и технологическим условиям, высокой оплате корма молоком. В связи с этим разведение животных этой породы, включающее племенную работу и создание оптимальных условий для направленного выращивания молодняка, имеет большое значение для экономики Республики Беларусь. Любая порода характеризуется качественным своеобразием, определенной структурой, специфическими морфологическими и хозяйственно полезными свойствами. Целью нашей работы было проанализировать основные хозяйственно полезные признаки двух новых заводских линий Букем 66636657 и Блиц 17013604 голштинской породы молочного скота отечественной селекции. Для достижения поставленной цели использовали информационную базу данных племенного молочного скота УП «ГИВЦ Минсельхозпрода». Установлено, что коровы новых заводских линий характеризуются высокими показателями молочной продуктивности, отличаются хорошими воспроизводительными качествами, достаточным развитием независимо от линейной принадлежности. Эффективное использование животных новых заводских линий позволит повысить генетический потенциал молочной продуктивности стад, а также получать высокоценный племенной молодняк отечественного происхождения
Формирование и антибактериальные свойства графитоподобного нитрида углерода
Get PDFGraphitic carbon nitride (g-C3N4 ) was synthesized by pyrolysis of thiocarbamide and a subsequent polymerization of its products at 500 °С. After grinding the synthesized material, aqueous suspensions with the concentrations of the particles of 100–300 μg/ml were prepared from it. The antibacterial activity of the material under irradiation with the LED’s visible light for 60–120 min was confirmed for Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa.Графитоподобный нитрид углерода (g-C N ) синтезировали путем пиролиза тиокарбамида с последующей полимеризацией его продуктов при 500 °С. После измельчения синтезированного материала из него были приготовлены водные суспензии с концентрацией частиц 100–300 мкг/мл. Антибактериальная активность синтезированного материала в условиях облучения содержащей его суспензии излучением видимого диапазона светодиодного источника в течение 60–120 мин подтверждена на примере Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa
Создание рН-чувствительных антикоррозионных контейнерных систем на основе частиц интеркалированного азолом оксида молибдена с олигооксометаллатной оболочкой
Get PDFThe container structures consisting of the core made of layered molybdenum oxide intercalated with 3-amono-1,2,4-triazole (it behaves as the corrosion inhibitor) capped with the shell made of polymerized tungsten oxide were synthesized employing the polycondensation of oxocompounds. It is shown that in the acid (pH < 5.5) and alkali (pH > 8.5) media, the coating continuity appears to be broken reversibly, which facilitates the emission of the encapsulated compounds from the containers. The intrinsic redox activity inherent into the oligooxometalate shell permits one to immobilize the synthesized containers by co-precipitation with galvanic nickel, whereas the possibility to open the container as a result of local pH value variations accompanying the corrosion process ensures the autonomic corrosion protection of the resultant metal-matrix coatings.С использованием процессов поликонденсации оксосоединений синтезированы контейнерные структуры в виде ядра из слоистого триоксида молибдена, интеркалированного 3-амино-1,2,4-триазолом (ингибитор коррозии), на поверхность которого нанесена оболочка из полимеризованной вольфрамовой кислоты. Показано, что в кислой (pH < 5,5) и щелочной (pH > 8,5) среде сплошность оболочки обратимо нарушается, что позволяет инкапсулированному содержимому выделяться в окружающую среду. Наличие у оксометаллатной оболочки собственной редокс-активности позволяет иммобилизовать содержащие ингибитор контейнерные структуры за счет электрохимического соосаждения с никелем, а возможность открытия контейнеров в результате изменения локальных значений рН при протекании коррозионного процесса обеспечивает автономную антикоррозионную защиту полученных металл-матричных покрытий
Цитотоксические и фотомодифицирующие свойства экстрактов из распространенных лишайников юго-востока Беларуси
Get PDFThe photomodifying and cytotoxic profile obtained for thirty-five extracts isolated from five species of distributed lichens in the South-East of Belarus was analyzed. According to the research results, the extracts were classified as toxic and non-toxic to human keratinocytes (HACaT). The dependence of the quantitative toxicity indicators of extracts on the lichen species, to a lesser extent, on the extraction conditions was revealed. Extracts that reduce the toxic effect of ultraviolet radiation on skin cells and possess photosensitizing properties were revealed. A group of the extracts that revealed the properties of a radiation modifier was identified. The statistical analysis of the factors associated with the modification of the radiation effects by extracts showed the greatest influence on this indicator of the solvents used for extraction. Most of the extracts show both the photoprotective and photosensitizing effects in the extract concentration range from 2.5 to 5 μg/ml. Increasing the concentration to 10 μg/ml, on average, enhances their photosensitizing properties. The statistical analysis confirmed the significant concentration-dependent changes in the photomodifying properties of a number of extracts.Анализировали фотомодифицирующий и цитотоксический профиль, полученный для 35 экстрактов, выделенных из пяти видов распространенных лишайников юго-востока Беларуси. По результатам исследования, экстракты были разделены на токсичные и нетоксичные в отношении кератиноцитов человека (HACaT). Была выявлена зависимость количественных показателей токсичности экстрактов от вида лишайника, в меньшей степени, от условий экстрагирования. Выявлены экстракты, снижающие токсическое действие ультрафиолета на клетки кожи и обладающие фотосенсибилизационными свойствами. Выделена группа экстрактов, проявивших свойства модификаторов облучения, снижая или увеличивая чувствительность клеток человека, в зависимости от используемой концентрации. Статистический анализ факторов, связанных с модификацией экстрактами эффектов облучения, показал наибольшее влияние на данный показатель применяемых для экстрагирования растворителей. Большинство экстрактов демонстрирует фотозащитные и фотосенсибилизационные эффекты в диапазоне концентраций экстрактов от 2,5 до 5 мкг/мл. Увеличение концентрации до 10 мкг/мл в среднем усиливает их фотосенсибилизационные свойства. Методами вариационной статистики подтверждены значимые концентрационно-зависимые изменения фотомодифицирующих свойств ряда экстрактов
Влияние облучения протонами на механические, структурные и оптические свойства покрытия TiAlN
Get PDFTitanium aluminium nitride (TiAlN) is a promising material for space application as protective, radiation-resistance coatings. During the operation in space such coatings are exposed to the flux of energetic particles. We present the results of the proton irradiation effect on the mechanical, structural, and optical properties of the TiAlN coating deposited by reactive magnetron sputtering. The irradiation with fluence of 5 · 1016 ion/cm2 results in an increase of Young՚s modulus and nanohardness above the superhard level, while a further fluence increase (up to 2 · 1017 ion/cm2 ) results in a decrease of these parameters. Surface smoothing after proton irradiation has been demonstrated by profilometry. It is shown that irradiation with protons results in an increase of specular reflectance. Diffuse reflectance increases to a lesser extent and only after irradiation with relatively low proton fluences ((2–5)· 1016 ion/cm2 ).Нитрид титана-алюминия (TiAlN) – многообещающий материал для применения в качестве защитных радиационно-стойких покрытий в космических аппаратах. В процессе эксплуатации такие покрытия подвергаются воздействию потока энергетических частиц. В представленной работе изучено влияние облучения протонами на механические, структурные и оптические свойства покрытия TiAlN, полученного методом магнетронного распыления. Показано, что облучение протонами дозой 5 · 1016 ион/см2 приводит к увеличению нанотвердости и модуля Юнга выше уровня сверхтвердости, тогда как дальнейшее увеличение дозы облучения (до 2 · 1017 ион/см2 ) приводит к уменьшению данных величин. Методом профилометрии продемонстрировано сглаживание поверхности после облучения. Показано, что облучение протонами приводит к увеличению зеркального отражения. Диффузное отражение увеличивается в меньшей степени и только после облучения относительно низкими дозами протонов ((2–5)· 1016 ион/см2 ).
Современные и ожидаемые гидроклиматические изменения в бассейнах Балтийского и Арктических морей в пределах территорий Беларуси и России
Get PDF The article presents an assessment of current changes in air temperature, precipitation, snow and river runoff in the Baltic and Arctic Seas basins in the territories of Belarus and Russia. It is shown that the observed positive air temperature trends during the winter season are associated with the sea level pressure distribution in the North Atlantic and NAO indices. In summer, the temperature growth is correlated strongly with the Atlantic multi-decadal oscillation. Changes in the precipitation regime are synchronized with an increase in the sea level pressure in the baroclinic active zones of the Atlantic Ocean, which led to the precipitation increase in Europe since the second half of the 20th century. Interdecadal precipitation fluctuations in the study region are associated with the dynamics of the circumpolar vortex and Arctic oscillation (AO) indices. In winter, a precipitation increase is observed in the negative AO phase and is caused by an increase in the frequency of southern cyclones. In summer, when the AO phase is negative, the cyclonic activity decreases, and the precipitation growth is associated with convective processes in the atmosphere. Snow precipitation and snow water equivalent are decreasing during recent decades due the air temperature significant growth. That led to the spring floods height decreasing in the region. In the next 30 years, a decrease in the winter air temperature in the Baltic Sea basin and its increase in the Arctic Sea are expected. In summer, the air temperature increase will slow down on the descending AMO branch in the coming decades. In the precipitation regime, the growth of seasonal and daily total precipitation is expected.В работе представлена оценка современных изменений температуры воздуха, осадков, снега и речного стока на территории бассейнов Балтийского и Арктических морей в пределах территорий Беларуси и России. Показано, что наблюдаемые положительные тренды температуры воздуха зимой связаны с распределением давления в Северной Атлантике и индексами Северо-Атлантического колебания, летом – с Атлантической мультидекадной осцилляцией. Изменения в режиме увлажнения синхронизированы с повышением давления в бароклинно-активных зонах Атлантики и ростом осадков в Европе с ХХ в. Междекадные колебания осадков в регионе связаны с динамикой циркумполярного вихря и индексами Арктической осцилляции (АО). Повышение осадков зимой наблюдается в отрицательную фазу АО и обусловлено увеличением повторяемости южных циклонов. Летом при отрицательной фазе АО отмечается снижение циклонической активности, рост осадков связан с конвективными процессами. На фоне роста температуры воздуха снижаются запасы воды в снеге, которые формируют весенние половодья в регионе, их высота значительно уменьшилась в последние десятилетия. В ближайшие 30 лет ожидается снижение температуры воздуха зимой в Балтийском бассейне и увеличение в Арктическом. Летом повышение температуры воздуха замедлится на нисходящей ветви Атлантической мультидекадной осцилляции в ближайшие десятилетия. В режиме увлажнения прогнозируется увеличение сезонных и суточных сумм осадков