Výroba helia pro vesmír a medicínu
Marina Sokolová, ředitel Institutu pro problémy ropy a zemního plynu
Helium je jedinečná surovina, která je komerčně dostupnáobjemy jsou pouze v zemním plynu. Poptávka po něm roste jen díky tomu, že je potřeba ve vesmírných programech, kryogenních technologiích, medicíně (výzkum MRI, směsi helia a kyslíku) a pro zvýšení světové produkce supravodičů pro elektroniku.
Největší zásoby helia na světě jsou v Rusku, aleprodukce, země není ani v první trojce, je to asi 2,5-3% světového trhu. Průmyslová výroba helia v Rusku se provádí pouze na ropném a plynovém kondenzátovém poli Orenburg, kde se obsah helia každým rokem snižuje a již dosahuje 0,045%.
Výrobní komplex helia v Jakutsku. PJSC Gazprom
V Republice Sakha (Jakutsko) jich je 22ropná a plynová kondenzační pole obsahující helium. V současné době se v regionu vyrábí zemní plyn bez izolace helia jako samostatného produktu. Pokud nebude vytvořen systém jeho sběru, přepravy a skladování, dosáhnou ztráty helia do 20 let 1 miliardy m3.
Spustili jsme projekt vývoje technologiítěžba helia a sběr heliového koncentrátu v místech těžby ropy a plynu se systémem produktovodů a skladovacích zařízení. Nové projekty s heliem pomohou Rusku obsadit vedoucí místo na globálním trhu. Takový systém usnadní sběr, přepravu a skladování helia, zlepší jakutskou infrastrukturu - potrubní doprava, silnice, energetické sítě.
Grafenová tkanina a chytré oblečení
Zakhar Evseev, výzkumník, Severovýchodní federální univerzita
— Jsme v laboratoři Graphene NanotechnologiesJiž více než 10 let se NEFU zabývá syntézou a aplikací grafenu a materiálů podobných grafenu. Jedním z posledních trendů je grafenová tkanina nebo elektronické textilie. Začali jsme jej vyvíjet po seznámení s podobnými pracemi z Graphene Institute (Manchester) ve spolupráci s nositelem Nobelovy ceny Konstantinem Novoselovem.
Elektronické textilie a v našem případě grafenTextil je nanomateriál aplikovaný na běžnou tkaninu. V závislosti na typu a složení nanomateriálu může tkáň získat různé vlastnosti. Například grafenová tkanina se stává pevnější, získává elektricky vodivé vlastnosti, má UV ochranu, vykazuje antimikrobiální vlastnosti a stává se odolnější vůči ohni. Ale co je nejdůležitější, na základě takové tkaniny mohou být vytvořena další elektronická zařízení. Když žijete na Dálném severu, sami cítíte, jak důležité je správné oblečení nejen pro pohodlí, ale také pro bezpečnost.
V posledních 10 letech se senzory a zařízení objevily nagrafenový základ. Všechna tato zařízení lze zabudovat do oblečení a vytvořit tak chytrá zařízení. Tak se objevilo oblečení s vestavěnou grafenovou baterií napájenou solárními články na bázi dvourozměrných materiálů. Mají také snímače teploty, tepu a dýchání.
Samozřejmě je zde mnoho požadavků na výkontakové pokrytí a nevyřešené problémy. Například odolnost grafenových povlaků vůči praní a mechanickému namáhání. Tento problém jsme vyřešili a dosáhli dobrých výsledků - aplikovali jsme chemickou modifikaci grafenových materiálů. Nyní je vodivost našich povlaků dvakrát vyšší a odolnost proti praní je 50krát vyšší než u zahraničních analogů.
Grafénové oblečení je vhodné do extrémně nízkých teplot, ale nezatěžuje životní prostředí
Budeme schopni vyrobit zařízení pro zadávání informací,zabudované do oděvů, nástroje pro monitorování životních aktivit pro pracovní oděvy, lékařskou diagnostiku a terapii, zabudované vyhřívání zimního oblečení, sportovní monitoring. Grafen neškodí životnímu prostředí a tělu, neztrácí elasticitu a paropropustnost.
E-textilní technologie jsou zatím stále v plenkách. První produkty už jsou ale na trhu – kupříkladu si můžete pořídit Xiaomi bundy se zabudovaným vyhříváním z uhlíkových nanotrubiček.
Rychlé hojení popálenin a poranění
Nina Timofeeva, přední inženýr laboratoře "Technologie polymerních nanokompozitů" Severovýchodní federální univerzity
— Мы занимаемся разработкой биокомпозитных lékařské produkty. Jsou založeny na polylaktidu, biodegradabilním, biokompatibilním a termoplastickém polymeru kyseliny mléčné. Zcela se rozloží asi za 6–18 měsíců, v závislosti na chemickém složení a formě.
Náhrada kůže s polylaktidem jako substrátem nezpůsobuje alergie a nezanechává jizvy. Zdroj: Ministerstvo školství a vědy
Vyvíjíme matrice pro dermální ekvivalentyna bázi polylaktidu. Dermálním ekvivalentem je kožní náhrada, jako substrát (rám, scaffold) pro fibroblasty používáme polylaktid. Dermální ekvivalenty se používají k hojení zranění, jako jsou popáleniny. Na rozdíl od dermálních ekvivalentních matricových protějšků je polylaktid levný, nealergický a nemusí být znovu aplikován na ránu, což pomáhá hojit rány bez jizev. Nejběžnějším analogem je dermální ekvivalent na bázi kolagenu, který může způsobit alergickou reakci a odmítnutí, po kterém musí být odstraněn a znovu aplikován. To zraňuje kůži a zanechává jizvy.
Polydaktid zpracováváme v naší laboratořipomocí extruze a 3D tisku. Vytlačováním získáme pružné fólie, které lze stříhat nůžkami. Pro stanovení optimálních charakteristik dermálních ekvivalentů již byly provedeny rozsáhlé fyzikálně-mechanické, chemické a biomedicínské studie vzorků.
vakcína proti rakovině
Aitalina Golderová, hlavní výzkumný pracovník, vedoucí, profesor katedry veřejného zdraví a zdravotní péče, obecné hygieny a bioetiky, North-Eastern Federal University
– Individualizovaná (autologní) vakcínaproti rakovině je založen na imunitních buňkách pacienta a rakovinných buňkách, které pocházejí z nádoru nebo zavedených lidských rakovinných buněčných linií. Tradiční metody léčby – chirurgie, chemoterapie a radiační terapie – nejsou v pozdějších stádiích vždy účinné a způsobují nežádoucí účinky. A imunoterapie je zaměřena proti boji s nádorem, minimálně zasahuje zdravé tkáně a buňky.
Vakcína proti rakovině prsu by mohla zachránit statisíce životů
Pro zjednodušení „trénujeme“ v Petriho miscedendritické buňky (buňky imunitního systému, které jsou schopny indikovat své „nepřátele“ T-buňkám – pozn. red.) rakovinnými antigeny a následně tělu vrátíme vycvičené buňky, aktivujeme T-buňky, jejichž hlavní funkcí je je zničení rakovinných buněk. Ve světě nyní probíhá více než 200 klinických studií v různých fázích s použitím DC k léčbě melanomu, rakoviny ledvin, mnohočetného myelomu, rakoviny prostaty, rakoviny tlustého střeva, rakoviny prsu, glioblastomu, rakoviny plic, lymfomu, rakoviny jícnu, sarkomu, mnohočetného skleróza, virová hepatitida, infekce HIV. Podle N. Petrova National Medical Research Center of Oncology byl pozorován klinicky významný protinádorový účinek u 46,2 % pacientů.
Metodu vaření jsme již zavedliVakcína proti dendritickým buňkám získala data o fenotypech dendritických buněk na průtokovém cytometru (systém pro analýzu částic (obvykle buněk) v proudu tekutiny - pozn. red.), indikujících diferencující markery zrání a aktivace dendritických buněk. Naším předmětem studia je žilní krev pacientů s rakovinou. Chceme zhodnotit rysy zrání a aktivace dendritických buněk v závislosti na podtypu karcinomu prsu.
Doufáme, že tato metoda bude zavedena do klinické praxepraxe. Cílem našeho projektu je vývoj a optimalizace protinádorové vakcíny založené na autologních dendritických buňkách u pacientek s rakovinou prsu.
Velmi odolný beton
Alexandr Popov, zástupce ředitele Inženýrského a technického institutu Severovýchodní federální univerzity pro výzkum
– Mým projektem je vývoj betonu se zvýšenoutrvanlivost založená na jakutských surovinách. Nápad se zrodil, když jsem si uvědomil, že podmínky pro výrobu a provoz stavebních materiálů v Jakutsku jsou velmi odlišné od centrálních oblastí. V našich podmínkách (podnebí Jakutska je ostře kontinentální, s dlouhými, tvrdými, málo zasněženými zimami a krátkými léty. Průměrná teplota v lednu je asi -40 °C, někdy -60 °C - pozn. red.) nikdo nemá přizpůsobili tyto materiály - a to není pouze technologický úkol, jinak by jej rychle vyřešili specializovaní specialisté.
Permafrost a globální oteplování ovlivňují betonové konstrukce. Zdroj: ysia.ru
Pro rozvoj průmyslu stavebních hmot vJakutsko potřebuje vyřešit zásadní problémy k určení optimální suroviny a její aktivace pro betonové komponenty. Nyní, abychom získali vysokopevnostní beton, používáme dovážené komponenty, takže stavba je drahá.
Podstatou vývoje je dělat aktivační technologiepřírodní suroviny a následně je použít do betonu. Například přírodní zeolity Jakutska (minerál sedimentárně-vulkanického původu – pozn. red.) mají velký potenciál jako aktivní minerální přísada do cementu, ale ne v původní podobě. To vyžaduje úpravu - speciální podmínky tepelného zpracování. To zlepší acidobazické reakce v cementech při přidávání takového zeolitu.
Tato práce pomůže v rozvoji stavebnictvíprůmysl v Jakutsku, ale může ovlivnit tuto oblast jako celek. Rozšíří surovinovou základnu pro stavebnictví – snad si v budoucnu každý kraj a subregion bude vyrábět materiály pro své potřeby.
Přečtěte si více:
Na Zemi se chystá zasáhnout magnetická bouře
Je odhalen skutečný význam mumifikace: celou tu dobu se vědci mýlili
Pojmenováno hlavní nebezpečí lunární mise "Artemis"