Методологична платформа за възпроизводим синтез на нанокристали
Нанокристални мустаци (NW), често наричанисъщо наномустак (от англ. nanowhisker) или нановлакно, наножица, както и нанопръчка е едноизмерен наноматериал, чиято дължина значително надвишава другите размери, които от своя страна не надвишават няколко десетки нанометра.
Има различни видове НОК,
Има няколко коренно различнимеханизми за получаване на едномерни наноструктури, които могат да бъдат разделени на методи за получаване на свободни структури (например механизмът на растеж "пара-течност-кристал") и използване на методите на планарната технология, както и някои други.
- Механизъм за растеж "пара - течност - кристал"
Най-често срещаният механизъм за растежполупроводниковите NW са механизъм пара-течност-кристал, който е демонстриран през 1964 г. Този метод реализира епитаксиалния растеж на NW чрез химическо отлагане на пари или молекулна лъчева епитаксия.
За да направите това, тънък златен филм първо се отлага върху повърхността на субстрата, действайки като катализатор, след което температурата в камерата се повишава и златото образува набор от капчици.
Допълнителни компоненти за растеж се подаватполупроводников материал, като елементи In и P за растежа на InP NW. Ефектът от активирането от частици на катализатора е, че растежът на повърхността под капката се случва многократно по-бързо, отколкото на неактивираната повърхност, като по този начин капчицата на катализатора се издига над повърхността, като расте мустачка отдолу.
- Планарни технологични методи
Понякога за създаване на едномерни нанообекти,които също се наричат NW или нанофиламенти, използват равнинни технологични техники. Например, използвайки методи за фотолитография и ецване, се създават вертикални канали или V-образни канали върху повърхността, в която се отлага материалът. Събирайки се в тези жлебове или жлебове, материалът образува, така да се каже, едномерни наноструктури съответно във вертикална или хоризонтална посока.
Друг метод за получаване на едномерни наноструктурие, че върху SOI субстрата с помощта на снимка— и електронна литография, се създава маскиращ слой с модел на желания NW. След това, през този слой, повърхностният слой от силиций се гравира, оставяйки само силиция NW върху изолатора. В някои случаи изолаторът също е гравиран отдолу от NW, оставяйки свободни наноструктури.
- Спонтанен растеж
Най-простият метод за получаване на NW оксидметал Това е обичайното нагряване на метали във въздуха и може лесно да се направи у дома. Механизмите на растеж са известни от 50-те години на миналия век. Спонтанното образуване на NW възниква с помощта на дефекти на кристалната решетка: дислокации, присъстващи в определени посоки, или анизотропия на растеж на различни кристални повърхности.
След напредъка в микроскопията е демонстриран растеж на NW чрез винтови дислокации или двойни граници.
Хайдуков разработи методическа платформаза възпроизводим синтез на нанокристали, които, облъчени с нискоенергийни електромагнитни вълни, излъчват фотони с по-висока енергия след поредица от електронни преходи в атомите. Освен това спектърът на такова излъчване може да бъде настроен.
- Отваряне
Една от наградите беше присъдена на ръководителялаборатория на Федералния изследователски център „Кристалография и фотоника“ на Руската академия на науките на Евгения Хайдукова за разработването на модерни технологии на платформата на анти-Стоксови нанокристали.
Синтезираните по този начин нанокристали иматперспективи за кандидатстване в редица области. Например за сондиране на биологични процеси в клетките и практическо приложение в медицинската диагностика и терапия. По-специално, разработката послужи като основа за нов метод на фотодинамична терапия за меланом, използващ витамин В2.
Специални растителни протеини
Една от наградите беше присъдена на екип от учени от Санкт Петербург за откриването на амилоидни протеини в растенията, които са отговорни за натрупването на хранителни вещества в семената.
- Амилоид
Архитектурно, амилоидът е неразклонен протеинфибрили, състоящи се от мономери, свързани основно чрез водородни връзки между β-вериги на междумолекулни β-листове, разположени перпендикулярно на страничната ос на фибрила.
Този вариант на фибрилната структура се нарича"кръст-β", и то най-универсалното. β-листовете в амилоиден фибрил могат да бъдат разположени успоредно един на друг и в регистър (подобни аминокиселини на съседни β-вериги са разположени една върху друга и са свързани чрез водородни връзки).
Амилоиди с антипаралеленориентация на β-веригите. Фибрилите на прион (инфекциозен амилоиден протеин) HET-s ascomycete Podospora anserina под формата на β-спирали също имат интересна опция за сгъване.
- Структура
Амилоидът има сложна структура.Основният му компонент са протеини, сред които се срещат както фибриларни (тъканни) протеини като колаген, така и плазмени протеини - α- и γ-глобулини, фибриноген.
Амилоидните полизахариди са представени отхондроитинсулфатна и хиалуронова киселини, хепарин, невраминова киселина, като преобладават хондроитин сулфатите. Амилоидът има антигенни свойства; устойчиви на действието на много ензими, киселини, алкали поради здравината на връзките между протеиновите и полизахаридните компоненти.
- Отваряне
Лауреатите първи в света откриха в растенията исимбиотичните бактерии имат специфични функционални протеини - амилоиди, които имат уникална устойчивост на действието на храносмилателните ензими и могат да се запазят с години във външната среда. Преди са били открити в бактерии, археи, животни и гъби, но това е първият път, когато са открити в растения.
Специална фибриларна форма на протеини —амилоиди - станаха известни със своята връзка с редица заболявания, причинени от анормална протеинова агрегация (амилоидоза). Общо има повече от 40 човешки заболявания, свързани с амилоиди, и те са много трудни за лечение или са напълно нелечими (диабет, рак, Алцхаймер и т.н.).
Откриването на амилоидни протеини в растенията стана възможно благодарение на разработения от авторите алгоритъм за биоинформатика, който е най-продуктивен в сравнение с аналозите.
С негова помощ, за първи път в света, цялотонабор от протеини и с висока точност беше определено, че съхраняващите протеини от растителни семена, които са най-важният компонент на човешката диета, имат тенденция да образуват амилоиди. Както и протеини на симбиотични бактерии, които са отговорни за взаимодействието им с растенията.
Злокачествени тумори
Евгения Долгов, Екатерина Потър и АнастасияПроскурина от Федералния изследователски център "Институт по цитология и генетика на Сибирския клон на Руската академия на науките" беше удостоена с наградата "за формирането на нова идеология в лечението на пациенти със злокачествени тумори, основана на координирани във времето действие на иновативни препарати от нуклеинови киселини и омрежващи цитостатици." ;
Лауреатите са създали и тествали две уникални технологии за лечение на тумори с различна етиология, базирани на неизвестни досега принципи.
- Панаген
Първата технология е използването на лекарството "Панаген" на базата на фрагментирана двойноверижна ДНК, съгласувано с химиотерапията.
Учените са провели успешно предклиничнипроучвания, I и II фази на клинични изпитвания "Panagena" при лечението на рак на гърдата. Те доказаха, че лекарството не само намалява негативните ефекти от химиотерапията, но и насърчава активирането на противотуморния имунитет.
- Каранахан
Втора технология — „Каранахан“—е уникален метод за избор на режим на инжектиране на цитостатик, който блокира клетъчното делене и ДНК базирано лекарство индивидуално за всеки тумор.
В резултат на комбинираното действие на две активнивещества, туморните клетки се унищожават, включително туморни стволови клетки. Технологията е успешно тествана върху експериментални миши и човешки тумори.
Това може да бъде както независим вариант за лечение, така и вид платформа за по-ефективно използване на каквито и да е противоракови лекарства и технологии.
Интерфейс мозък-компютър
Владимир Максименко от "Университет Иннополис"(Татарстан) наградата е присъдена за разработване на инвазивни и неинвазивни интерфейси мозък-компютър за наблюдение на нормалната и патологична мозъчна дейност.
- NKI
Мозъчен компютърен интерфейс (NCI) (наричан ощедиректен невронни интерфейс,мозъчен интерфейс,интерфейс мозък-компютър) е система, създадена за обмен на информация между мозъка и електронно устройство (например компютър).
В еднопосочни интерфейси, външни устройстваможе или да получава сигнали от мозъка, или да изпраща сигнали към него (например имитира ретината на окото при възстановяване на зрението с електронен имплант).
Двупосочните интерфейси позволяват на мозъка ивъншните устройства обменят информация в двете посоки. Методът за биологична обратна връзка често се използва в основата на интерфейса на неврокомпютъра.
- Експерименти с животни
Няколко лаборатории успяха да запишат сигналиот мозъчната кора на маймуни и плъхове за контрол на NCI по време на движение. Маймуните контролираха курсора на екрана на компютъра и даваха инструкции за извършване на най-простите действия на роботи, имитиращи ръка, психически и без никакви движения. Други проучвания, включващи котки, разглеждат дешифрирането на визуални сигнали.
- Отваряне
В резултат на това ученият разработи редица математическимодели на невронни мрежи, както и три невро-компютърни интерфейса („мозък-компютър”). Създадените интерфейси позволяват инвазивно, тоест чрез електрическа стимулация, предотвратяване и блокиране на припадъци при пациенти с епилепсия.
Например, този метод може да се използва, когато лекарствата за облекчаване на атака са неефективни.
В допълнение, интерфейсите позволяват неинвазивно, тогаваняма проникване през външните обвивки на тялото, за да се симулира въображаема двигателна активност и да се определи концентрацията на внимание, което е важно за рехабилитацията на пациенти след инсулт, при обучение на ученици и т.н.
Прочетете още
Погледнете изображение на Марс с 8 трилиона пиксела
Изгражда се ядрен ракетен двигател за полети до Марс. Как е опасно?
Аборт и наука: какво ще се случи с децата, които ще раждат