علماء من منطقة التربة الصقيعية: كيف يطورون ملابس ذكية ولقاح ضد السرطان

إنتاج الهيليوم للفضاء والطب

مارينا سوكولوفامدير معهد مشاكل النفط والغاز

فرع سيبيريا للأكاديمية الروسية للعلوم

الهليوم مادة خام فريدة من نوعها تجارياالأحجام في الغاز الطبيعي فقط. يتزايد الطلب عليه فقط بسبب حقيقة أنه مطلوب في برامج الفضاء ، وتقنيات التبريد ، والطب (أبحاث التصوير بالرنين المغناطيسي ، ومخاليط الهيليوم والأكسجين) ولزيادة الإنتاج العالمي من الموصلات الفائقة للإلكترونيات.

أكبر احتياطيات الهليوم في العالم موجودة في روسيا ، ولكنالإنتاج ، البلد ليس حتى في المراكز الثلاثة الأولى ، فهو يمثل حوالي 2.5-3 ٪ من السوق العالمية. يتم تنفيذ الإنتاج الصناعي للهيليوم في روسيا فقط في حقل أورينبورغ لتكثيف النفط والغاز ، حيث يتم استنفاد محتوى الهيليوم كل عام ويصل بالفعل إلى 0.045٪.

مجمع إنتاج الهيليوم في ياقوتيا. شركة مساهمة عامة غازبروم

في جمهورية ساخا (ياقوتيا) هناك 22حقول مكثفات النفط والغاز التي تحتوي على الهيليوم. حاليًا ، يتم إنتاج الغاز الطبيعي في المنطقة دون عزل الهيليوم كمنتج منفصل. إذا لم يتم إنشاء نظام لجمعها ونقلها وتخزينها ، فستصل خسائر الهيليوم في غضون 20 عامًا إلى مليار متر مكعب.

أطلقنا مشروع تطوير التكنولوجيااستخراج الهيليوم وجمع تركيز الهيليوم في مواقع إنتاج النفط والغاز من خلال نظام خطوط أنابيب المنتجات ومرافق التخزين. ستساعد مشاريع الهيليوم الجديدة روسيا على احتلال مكانة رائدة في السوق العالمية. مثل هذا النظام سيسهل جمع ونقل وتخزين الهيليوم، وسيحسن البنية التحتية في ياكوت -  النقل عبر خطوط الأنابيب والطرق وشبكات إمدادات الطاقة.

نسيج الجرافين والملابس الذكية

زاخار إيفسيفباحث بالجامعة الفيدرالية الشمالية الشرقية

- نحن في مختبر الجرافين لتقنيات النانولأكثر من 10 سنوات ، شاركت NEFU في تركيب وتطبيق الجرافين والمواد الشبيهة بالجرافين. أحد الاتجاهات الحديثة هو نسيج الجرافين ، أو المنسوجات الإلكترونية. بدأنا في تطويره بعد التعرف على أعمال مماثلة من معهد الجرافين (مانشستر) بالتعاون مع الحائز على جائزة نوبل كونستانتين نوفوسيلوف.

المنسوجات الإلكترونية ، والجرافين في حالتناالمنسوجات مادة نانوية مطبقة على القماش العادي. اعتمادًا على نوع وتكوين المادة النانوية ، يمكن أن يكتسب النسيج خصائص مختلفة. على سبيل المثال ، يصبح نسيج الجرافين أقوى ، ويكتسب خصائص موصلة للكهرباء ، وله حماية من الأشعة فوق البنفسجية ، ويعرض خصائص مضادة للميكروبات ، ويصبح أكثر مقاومة للحريق. ولكن الأهم من ذلك ، أنه يمكن إنشاء أجهزة إلكترونية أخرى على أساس هذا النسيج. عندما تعيش في أقصى الشمال ، تشعر أنت بنفسك بمدى أهمية الملابس المناسبة ليس فقط للراحة ، ولكن أيضًا من أجل السلامة.

في السنوات العشر الماضية ، ظهرت أجهزة الاستشعار والأجهزةقاعدة الجرافين. يمكن تضمين كل هذه الأجهزة في الملابس ، وإنشاء أجهزة ذكية. هكذا ظهرت الملابس التي تحتوي على بطارية جرافين مدمجة تعمل بالخلايا الشمسية بناءً على مواد ثنائية الأبعاد. لديهم أيضًا مستشعرات لدرجة الحرارة والنبض والتنفس.

بالطبع ، هناك العديد من متطلبات الأداءمثل هذه التغطيات والمشاكل التي لم يتم حلها. على سبيل المثال ، مقاومة طلاءات الجرافين للغسيل والضغط الميكانيكي. لقد حللنا هذه المشكلة وحققنا نتائج جيدة - طبقنا التعديل الكيميائي لمواد الجرافين. الآن موصلية الطلاء لدينا أعلى مرتين ، ومقاومة الغسل أعلى 50 مرة من نظائرها الأجنبية.

ملابس الجرافين مناسبة لدرجات الحرارة المنخفضة للغاية ، ولكنها لا تضر بالبيئة

سنكون قادرين على صنع أجهزة لإدخال المعلومات،مدمجة في الملابس، وأدوات مراقبة النشاط الحيوي لملابس العمل، والتشخيص الطبي والعلاج، والتدفئة المدمجة للملابس الشتوية، ومراقبة الرياضة. لا يضر الجرافين بالبيئة والجسم، ولا يفقد المرونة ونفاذية البخار. 

حتى الآن ، لا تزال تقنيات النسيج الإلكتروني في مهدها. لكن المنتجات الأولى موجودة بالفعل في السوق - على سبيل المثال ، يمكنك شراء جاكيتات Xiaomi مع تسخين أنابيب الكربون النانوية المدمجة.

سرعة التئام الحروق والإصابات

نينا تيموفيفا، المهندس الرئيسي لمختبر "تقنيات مركبات البوليمر النانوية" التابع للجامعة الفيدرالية الشمالية الشرقية

— نحن نعمل على تطوير مركب حيويمنتجات طبية. وهي تعتمد على بوليلاكتيد، وهو بوليمر قابل للتحلل الحيوي ومتوافق حيويًا ومُلدن بالحرارة من حمض اللاكتيك. ويتحلل تمامًا خلال 6 إلى 18 شهرًا تقريبًا، اعتمادًا على التركيب الكيميائي والشكل.

لا يسبب بديل الجلد بعديد اللاكتيد كركيزة حساسية ولا يترك ندبات. المصدر: وزارة التربية والعلوم

نقوم بتطوير مصفوفات لمكافئات الجلدعلى أساس عديد حمض اللبنيك. المكافئ الجلدي هو بديل للجلد ، نستخدم عديد حمض اللبنيك كركيزة (هيكل ، سقالة) للأرومات الليفية. تستخدم المعادلات الجلدية لشفاء الإصابات مثل جروح الحروق. على عكس نظائر المصفوفة المكافئة للجلد ، فإن عديد حمض اللاكتات غير مكلف وغير مسبب للحساسية ولا يحتاج إلى إعادة وضعه على الجرح ، مما يساعد على التئام الجروح دون تندب. التناظرية الأكثر شيوعًا هي المعادل الجلدي القائم على الكولاجين ، والذي يمكن أن يسبب رد فعل تحسسي ورفضًا ، وبعد ذلك يجب إزالته وإعادة تطبيقه. هذا يؤذي الجلد ويترك ندبات.

نقوم بمعالجة polydactide في مختبرناباستخدام البثق والطباعة ثلاثية الأبعاد. عن طريق البثق نحصل على أغشية مرنة يمكن قصها بالمقص. تم بالفعل إجراء دراسات فيزيائية ميكانيكية وكيميائية وطبية حيوية مكثفة للعينات لتحديد الخصائص المثلى لمكافئات الجلد.

لقاح السرطان

ايتالينا جولديروفا، كبير الباحثين ، رئيس ، أستاذ قسم الصحة العامة والرعاية الصحية ، النظافة العامة وأخلاقيات علم الأحياء ، الجامعة الفيدرالية الشمالية الشرقية

- لقاح فردي (ذاتي)ضد السرطان يعتمد على الخلايا المناعية والخلايا السرطانية للمريض المستمدة من الورم أو خطوط الخلايا السرطانية البشرية الراسخة. لا تكون طرق العلاج التقليدية - الجراحة والعلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي - فعالة دائمًا في المراحل المتأخرة وتسبب آثارًا جانبية. والعلاج المناعي موجه لمكافحة الورم ، فهو يؤثر بشكل طفيف على الأنسجة والخلايا السليمة.

لقاح سرطان الثدي يمكن أن ينقذ مئات الآلاف من الأرواح

للتبسيط ، "نتدرب" في طبق بتريالخلايا المتغصنة (خلايا الجهاز المناعي القادرة على الإشارة إلى "أعدائها" للخلايا التائية - محرر) مع مستضدات السرطان ، ثم نعيد الخلايا المدربة إلى الجسم ، ونقوم بتنشيط الخلايا التائية ، وظيفتها الرئيسية هو تدمير الخلايا السرطانية. يوجد الآن أكثر من 200 تجربة سريرية في مراحل مختلفة في العالم باستخدام DC لعلاج الورم الميلانيني وسرطان الكلى والورم النخاعي المتعدد وسرطان البروستاتا وسرطان القولون وسرطان الثدي والورم الأرومي الدبقي وسرطان الرئة وسرطان الغدد الليمفاوية وسرطان المريء والساركوما المتعددة التصلب ، التهاب الكبد الفيروسي ، عدوى فيروس نقص المناعة البشرية. وفقًا لمركز N Petrov الوطني للبحوث الطبية للأورام ، لوحظ تأثير مضاد للأورام مهم سريريًا في 46.2 ٪ من المرضى.

لقد قمنا بالفعل بتنفيذ طريقة الطهيحصل لقاح الخلايا المتغصنة على بيانات عن الأنماط الظاهرية للخلايا المتغصنة على مقياس التدفق الخلوي (نظام لتحليل الجسيمات (عادة الخلايا) في مجرى مائع - محرر) ، مما يشير إلى تمييز علامات النضج وتنشيط الخلايا المتغصنة. هدف دراستنا هو الدم الوريدي لمرضى السرطان. نريد تقييم سمات نضوج الخلايا المتغصنة وتنشيطها اعتمادًا على النوع الفرعي لسرطان الثدي.

نأمل أن يتم إدخال هذه الطريقة في السريريةممارسة. الهدف من مشروعنا هو تطوير وتحسين لقاح مضاد للأورام يعتمد على الخلايا المتغصنة الذاتية في مرضى سرطان الثدي.

خرسانة متينة للغاية

الكسندر بوبوفنائب مدير المعهد الهندسي والتقني للجامعة الفيدرالية الشمالية الشرقية للأبحاث

- مشروعي هو تطوير الخرسانة مع الزيادةالمتانة على أساس المواد الخام ياقوت. ولدت الفكرة عندما أدركت أن ظروف إنتاج وتشغيل مواد البناء في ياقوتيا مختلفة تمامًا عن المناطق الوسطى. في ظل ظروفنا (مناخ ياقوتيا قاري بشكل حاد ، مع فصول شتاء طويلة وحادة وقليلة ثلجية وصيف قصير. متوسط ​​درجة الحرارة في يناير حوالي -40 درجة مئوية ، وأحيانًا -60 درجة مئوية - محرر) ، لم يكن لدى أحد تكييف هذه المواد - وهذه ليست مهمة تكنولوجية فقط ، وإلا فسيتم حلها بسرعة بواسطة متخصصين متخصصين.

تؤثر التربة الصقيعية والاحترار العالمي على الهياكل الخرسانية. المصدر: ysia.ru

لتطوير صناعة مواد البناء فيتحتاج ياقوتيا إلى حل المشكلات الأساسية لتحديد المادة الخام المثلى وتفعيلها لمكونات الخرسانة. الآن ، للحصول على خرسانة عالية القوة ، نستخدم مكونات مستوردة ، لذا فإن البناء مكلف.

جوهر التطوير هو جعل تقنيات التنشيطالمواد الخام الطبيعية، ومن ثم استخدامها في الخرسانة. على سبيل المثال، يتمتع الزيوليت الطبيعي في ياكوتيا (معدن من أصل رسوبي بركاني – المحرر) بإمكانات كبيرة كمضاف معدني نشط للأسمنت، ولكن ليس في شكله الأصلي. وهذا يتطلب التعديل - ظروف المعالجة الحرارية الخاصة. سيؤدي ذلك إلى تحسين التفاعلات الحمضية القاعدية في الأسمنت عند إضافة هذا الزيوليت.

سيساعد هذا العمل في تطوير البناءالصناعة في ياقوتيا ، ولكنها قد تؤثر على هذه المنطقة ككل. ستوسع قاعدة المواد الخام للبناء - ربما في المستقبل ستنتج كل منطقة ومنطقة فرعية مواد لاحتياجاتها الخاصة.

قراءة المزيد:

عاصفة مغناطيسية على وشك أن تضرب الأرض

تم الكشف عن المعنى الحقيقي للتحنيط: طوال هذا الوقت ، كان العلماء على خطأ

أطلق على الخطر الرئيسي للبعثة القمرية "أرتميس"