Производство на хелий за космоса и медицината
Марина Соколова, директор на Института по проблеми на нефта и газа
Хелият е уникална суровина, която е търговскаобемите са само в природен газ. Търсенето му расте само поради факта, че е необходимо в космическите програми, криогенните технологии, медицината (ЯМР изследвания, хелиево-кислородни смеси) и за увеличаване на световното производство на свръхпроводници за електрониката.
Най-големите запаси от хелий в света са в Русия, нопроизводство, страната дори не е в челната тройка, тя е около 2,5-3% от световния пазар. Промишленото производство на хелий в Русия се извършва само в Оренбургското нефтено и газово кондензатно находище, където съдържанието на хелий се изчерпва всяка година и вече възлиза на 0,045%.
Комплекс за производство на хелий в Якутия. ПАО Газпром
В Република Саха (Якутия) има 22 брнефтени и газови кондензни находища, съдържащи хелий. В момента в района се произвежда природен газ, без да се изолира хелия като отделен продукт. Ако не се създаде система за неговото събиране, транспортиране и съхранение, то в рамките на 20 години загубите на хелий ще достигнат 1 милиард m3.
Стартирахме проект за развитие на технологиитеизвличане на хелий и събиране на хелиев концентрат в обекти за производство на нефт и газ със система от тръбопроводи за продукти и съоръжения за съхранение. Нови хелийни проекти ще помогнат на Русия да заеме водеща ниша на световния пазар. Такава система ще улесни събирането, транспортирането и съхранението на хелий, ще подобри якутската инфраструктура - тръбопроводен транспорт, пътища, енергийни мрежи.
Плат с графен и умни дрехи
Захар Евсеев, изследовател, Североизточен федерален университет
— Ние сме в лабораторията на Graphene NanotechnologiesПовече от 10 години NEFU се занимава със синтеза и прилагането на графен и подобни на графен материали. Една скорошна тенденция е графеновата тъкан или електронният текстил. Започнахме да го разработваме, след като се запознахме с подобни разработки на Graphene Institute (Манчестър) в сътрудничество с носителя на Нобелова награда Константин Новоселов.
Електронен текстил, а в нашия случай графенТекстилът е наноматериал, нанесен върху обикновена тъкан. В зависимост от вида и състава на наноматериала тъканта може да придобие различни свойства. Например графеновата тъкан става по-здрава, придобива електропроводими свойства, има UV защита, проявява антимикробни свойства и става по-устойчива на огън. Но най-важното е, че на базата на такава тъкан могат да бъдат създадени други електронни устройства. Когато живеете в Далечния север, вие сами усещате колко важни са правилните дрехи не само за комфорта, но и за безопасността.
През последните 10 години се появиха сензори и устройства награфенова основа. Всички тези устройства могат да бъдат вградени в дрехите, създавайки интелигентни устройства. Така се появиха дрехи с вградена графенова батерия, захранвана от слънчеви клетки на базата на двуизмерни материали. Имат и сензори за температура, пулс и дишане.
Разбира се, има много изисквания за ефективносттакива покрития и нерешени проблеми. Например, устойчивостта на графеновите покрития на измиване и механични натоварвания. Решихме този проблем и постигнахме добри резултати – приложихме химическата модификация на графеновите материали. Сега проводимостта на нашите покрития е два пъти по-висока, а устойчивостта на измиване е 50 пъти по-висока от тази на чуждестранните аналози.
Дрехите с графен са подходящи за изключително ниски температури, но не вредят на околната среда
Ще можем да правим устройства за въвеждане на информация,вградени в облеклото, инструменти за наблюдение на жизнената активност за работно облекло, медицинска диагностика и терапия, вградено отопление за зимно облекло, спортен мониторинг. Графенът не вреди на околната среда и тялото, не губи еластичност и паропропускливост.
Засега е-текстилните технологии са все още в начален стадий. Но първите продукти вече са на пазара - например можете да закупите якета Xiaomi с вградено отопление от въглеродни нанотръби.
Бързо заздравяване на изгаряния и наранявания
Нина Тимофеева, водещ инженер на лабораторията "Технологии на полимерните нанокомпозити" на Североизточния федерален университет
— Ние разработваме биокомпозитмедицински продукти. Те са базирани на полилактид, биоразградим, биосъвместим и термопластичен полимер на млечна киселина. Напълно се разлага за около 6–18 месеца, в зависимост от химичния състав и формата.
Заместител на кожата с полилактид като субстрат не предизвиква алергии и не оставя белези. Източник: Министерство на образованието и науката
Ние разработваме матрици за дермални еквивалентина базата на полилактид. Дермалният еквивалент е заместител на кожата, използваме полилактид като субстрат (рамка, скеле) за фибробластите. Дермалните еквиваленти се използват за лечение на наранявания като рани от изгаряния. За разлика от дермалните еквивалентни матрици, полилактидът е евтин, не е алергичен и не е необходимо да се нанася повторно върху раната, като помага за заздравяването на рани без белези. Най-често срещаният аналог е дермалният еквивалент на базата на колаген, който може да предизвика алергична реакция и отхвърляне, след което трябва да се отстрани и нанесе отново. Това наранява кожата и оставя белези.
Ние обработваме полидактид в нашата лабораторияс помощта на екструзия и 3D печат. Чрез екструзия се получават гъвкави фолиа, които могат да се режат с ножица. Вече са извършени обширни физико-механични, химични и биомедицински изследвания на проби, за да се установят оптималните характеристики на дермалните еквиваленти.
ваксина срещу рак
Айталина Голдерова, главен изследовател, ръководител, професор в катедрата по обществено здраве и здравни грижи, обща хигиена и биоетика, Североизточен федерален университет
– Индивидуална (автоложна) ваксинасрещу рак се основава на имунните клетки на пациента и раковите клетки, които са получени от тумор или установени човешки ракови клетъчни линии. Традиционните методи на лечение - хирургия, химиотерапия и лъчева терапия - не винаги са ефективни в по-късните етапи и причиняват странични ефекти. А имунотерапията е насочена срещу борбата с тумора, минимално засяга здравите тъкани и клетки.
Ваксината срещу рак на гърдата може да спаси стотици хиляди животи
За да опростим, ние „обучаваме“ в петриево блюдодендритни клетки (клетки на имунната система, които са в състояние да посочат своите "врагове" на Т-клетките - бел.ред.) с ракови антигени, а след това връщаме обучените клетки в тялото, активирайки Т-клетките, чиято основна функция е унищожаването на раковите клетки. В момента има повече от 200 клинични изпитвания в различни фази в света, използващи DC за лечение на меланом, рак на бъбреците, мултиплен миелом, рак на простатата, рак на дебелото черво, рак на гърдата, глиобластом, рак на белия дроб, лимфом, рак на хранопровода, сарком, множествена склероза, вирусен хепатит, HIV инфекция. Според Националния медицински изследователски център по онкология "Н. Петров" клинично значим противотуморен ефект се наблюдава при 46,2% от пациентите.
Вече сме приложили метода на готвенедендритната клетъчна ваксина получи данни за фенотипове на дендритни клетки на поточен цитометър (система за анализиране на частици (обикновено клетки) в поток от течност – бел. ред.), показващи диференциращи маркери за съзряване и активиране на дендритни клетки. Нашият обект на изследване е венозна кръв на онкоболни. Искаме да оценим характеристиките на съзряването и активирането на дендритни клетки в зависимост от подтипа на рака на гърдата.
Надяваме се, че този метод ще бъде въведен в клиникатапрактика. Целта на нашия проект е да разработим и оптимизираме противотуморна ваксина на базата на автоложни дендритни клетки при пациенти с рак на гърдата.
Много издръжлив бетон
Александър Попов, заместник-директор на Инженерно-техническия институт на Североизточния федерален университет за научни изследвания
– Моят проект е разработване на бетон с повишенаиздръжливост на базата на якутски суровини. Идеята се роди, когато разбрах, че условията за производство и експлоатация на строителни материали в Якутия са много различни от централните райони. При нашите условия (климатът на Якутия е рязко континентален, с дълги, тежки, малко снежни зими и къси лета. Средната температура през януари е около -40 ° C, а понякога -60 ° C - бел. ред.), никой не е адаптира тези материали - и това не е само технологична задача, иначе би била бързо решена от специализирани специалисти.
Вечната замръзналост и глобалното затопляне засягат бетонните конструкции. Източник: ysia.ru
За развитието на индустрията за строителни материали вYakutia трябва да реши фундаментални проблеми за определяне на оптималната суровина и нейното активиране за бетонни компоненти. Сега, за да получим бетон с висока якост, използваме вносни компоненти, така че строителството е скъпо.
Същността на разработката е да се направят технологии за активиранеестествени суровини и след това ги използвайте в бетон. Например природните зеолити на Якутия (минерал от седиментно-вулканичен произход – бел. ред.) имат голям потенциал като активна минерална добавка към цимента, но не в оригиналния си вид. Това налага модификация - специални условия на термична обработка. Това ще подобри киселинно-базовите реакции в циментите при добавяне на такъв зеолит.
Тази работа ще помогне за развитието на строителствотоиндустрия в Якутия, но може да засегне тази област като цяло. Ще разшири суровинната база за строителство - може би в бъдеще всеки регион и подрайон ще произвежда материали за собствените си нужди.
Прочетете още:
Магнитна буря е на път да удари Земята
Истинското значение на мумифицирането е разкрито: през цялото това време учените са грешали
Назоваха основната опасност от лунната мисия "Артемида"