Heliumproduktion til rum og medicin
Marina Sokolova, Direktør for Instituttet for Olie- og Gasproblemer
Helium er et unikt råmateriale, der er kommercieltmængder er kun i naturgas. Efterspørgslen efter det vokser kun på grund af det faktum, at det er nødvendigt i rumprogrammer, kryogene teknologier, medicin (MRI-forskning, helium-ilt-blandinger) og for at øge verdensproduktionen af superledere til elektronik.
De største reserver af helium i verden er i Rusland, menproduktion, landet er ikke engang i top tre, det er omkring 2,5-3% af verdensmarkedet. Industriel produktion af helium i Rusland udføres kun på Orenburg olie- og gaskondensatfelt, hvor heliumindholdet udtømmes hvert år og allerede udgør 0,045%.
Heliumproduktionskompleks i Yakutia. PJSC Gazprom
I Republikken Sakha (Yakutia) er der 22olie- og gaskondensatfelter indeholdende helium. I øjeblikket produceres naturgas i regionen uden at isolere helium som et separat produkt. Hvis der ikke skabes et system til dets indsamling, transport og opbevaring, vil heliumtab inden for 20 år nå op på 1 milliard m3.
Vi lancerede et teknologiudviklingsprojektheliumudvinding og indsamling af heliumkoncentrat på olie- og gasproduktionsanlæg med et system af produktrørledninger og lagerfaciliteter. Nye heliumprojekter vil hjælpe Rusland med at indtage en førende niche på det globale marked. Et sådant system vil lette indsamling, transport og opbevaring af helium, det vil forbedre Yakut-infrastrukturen - rørledningstransport, veje, energiforsyningsnet.
Grafenstof og smart tøj
Zakhar Evseev, forsker, North-Eastern Federal University
— Vi er i Graphene Nanotechnologies-laboratorietI mere end 10 år har NEFU været engageret i syntese og anvendelse af grafen og grafenlignende materialer. En nylig tendens er grafenstof eller elektroniske tekstiler. Vi begyndte at udvikle det efter at have stiftet bekendtskab med lignende værker fra Graphene Institute (Manchester) i samarbejde med nobelprisvinderen Konstantin Novoselov.
Elektroniske tekstiler, og i vores tilfælde grafenTekstil er et nanomateriale påført almindeligt stof. Afhængigt af nanomaterialets type og sammensætning kan vævet få forskellige egenskaber. For eksempel bliver grafenstof stærkere, får elektrisk ledende egenskaber, har UV-beskyttelse, udviser antimikrobielle egenskaber og bliver mere brandbestandigt. Men vigtigst af alt kan andre elektroniske enheder skabes på basis af et sådant stof. Når du bor i det fjerne nord, mærker du selv, hvor vigtigt det rigtige tøj ikke kun er for komforten, men også for sikkerheden.
I de sidste 10 år er sensorer og enheder dukket opgrafen base. Alle disse enheder kan indlejres i tøj, hvilket skaber smarte enheder. Sådan fremstod tøj med indbygget grafenbatteri drevet af solceller baseret på todimensionelle materialer. De har også temperatur-, puls- og åndedrætssensorer.
Der er selvfølgelig mange præstationskravsådanne dækninger og uløste problemer. For eksempel modstanden af grafenbelægninger over for vask og mekanisk stress. Vi løste dette problem og opnåede gode resultater - vi anvendte den kemiske modifikation af grafenmaterialer. Nu er ledningsevnen af vores belægninger dobbelt så høj, og modstanden mod vask er 50 gange højere end udenlandske analoger.
Grafentøj er velegnet til ekstremt lave temperaturer, men skader ikke miljøet
Vi vil være i stand til at lave enheder til at indtaste oplysninger,indbygget i tøj, vitale aktivitetsovervågningsværktøjer til arbejdstøj, medicinsk diagnostik og terapi, indbygget varme til vintertøj, sportsovervågning. Grafen skader ikke miljøet og kroppen, mister ikke elasticitet og dampgennemtrængelighed.
Indtil videre er e-tekstilteknologier stadig i deres vorden. Men de første produkter er allerede på markedet – for eksempel kan du købe Xiaomi-jakker med indbygget kulstof nanorør-varme.
Hurtig heling af forbrændinger og skader
Nina Timofeeva, ledende ingeniør i laboratoriet "Technologies of Polymer Nanocomposites" ved North-Eastern Federal University
— Vi udvikler biokompositmedicinske produkter. De er baseret på polylactid, en bionedbrydelig, biokompatibel og termoplastisk polymer af mælkesyre. Det nedbrydes fuldstændigt på omkring 6-18 måneder, afhængigt af den kemiske sammensætning og form.
Huderstatning med polylactid som substrat giver ikke allergi og efterlader ikke ar. Kilde: Undervisnings- og Videnskabsministeriet
Vi udvikler matricer for dermale ækvivalenterbaseret på polylactid. Den dermale ækvivalent er en huderstatning, vi bruger polylactid som substrat (rammeværk, stillads) til fibroblaster. Dermale ækvivalenter bruges til at helbrede skader såsom forbrændingssår. I modsætning til hudækvivalente matrixmodparter er polylactid billigt, ikke-allergisk og behøver ikke at blive påført igen på såret, hvilket hjælper med at hele sår uden ardannelse. Den mest almindelige analog er den kollagenbaserede dermale ækvivalent, som kan forårsage en allergisk reaktion og afstødning, hvorefter den skal fjernes og påføres igen. Dette skader huden og efterlader ar.
Vi behandler polydactide i vores laboratoriumved hjælp af ekstrudering og 3D-print. Ved ekstrudering opnår vi fleksible film, der kan skæres med saks. Omfattende fysisk-mekaniske, kemiske og biomedicinske undersøgelser af prøver er allerede blevet udført for at fastslå de optimale egenskaber for dermale ækvivalenter.
kræftvaccine
Aitalina Golderova, chefforsker, leder, professor i afdelingen for folkesundhed og sundhedspleje, generel hygiejne og bioetik, North-Eastern Federal University
– Individualiseret (autolog) vaccinemod cancer er baseret på patientens immunceller og cancerceller, der stammer fra en tumor eller etablerede humane cancercellelinjer. Traditionelle behandlingsmetoder - kirurgi, kemoterapi og strålebehandling - er ikke altid effektive i de senere stadier og forårsager bivirkninger. Og immunterapi er rettet mod kampen mod tumoren, det påvirker minimalt sunde væv og celler.
Brystkræftvaccine kan redde hundredtusindvis af liv
For at forenkle, "træner" vi i en petriskåldendritiske celler (immunsystemets celler, der er i stand til at indikere deres "fjender" til T-celler - red.) med kræftantigener, og så returnerer vi de trænede celler til kroppen og aktiverer T-celler, hvis hovedfunktion er ødelæggelsen af kræftceller. Der er nu mere end 200 kliniske forsøg i forskellige faser i verden med DC til behandling af melanom, nyrekræft, myelomatose, prostatacancer, tyktarmskræft, brystkræft, glioblastom, lungekræft, lymfom, esophageal cancer, sarkom, multipel cancer. sklerose, viral hepatitis, HIV-infektion. Ifølge N. Petrov National Medical Research Center of Oncology blev der observeret en klinisk signifikant antitumoreffekt hos 46,2% af patienterne.
Vi har allerede implementeret tilberedningsmetodendendritiske cellevaccine opnåede data om fænotyper af dendritiske celler på et flowcytometer (et system til analyse af partikler (normalt celler) i en væskestrøm - red.), hvilket indikerer differentierende markører for modning og aktivering af dendritiske celler. Vores genstand for undersøgelse er kræftpatienters veneblod. Vi ønsker at evaluere egenskaberne ved modning og aktivering af dendritiske celler afhængigt af undertypen af brystkræft.
Vi håber, at denne metode vil blive introduceret i det kliniskeøve sig. Målet med vores projekt er at udvikle og optimere en antitumorvaccine baseret på autologe dendritiske celler hos patienter med brystkræft.
Meget holdbar beton
Alexander Popov, Vicedirektør for Engineering and Technical Institute of North-Eastern Federal University for Research
– Mit projekt er udvikling af beton med øgetholdbarhed baseret på Yakut-råmaterialer. Ideen blev født, da jeg indså, at betingelserne for produktion og drift af byggematerialer i Yakutia er meget forskellige fra de centrale regioner. Under vores forhold (klimaet i Yakutia er skarpt kontinentalt, med lange, strenge, lidt snedækkede vintre og korte somre. Gennemsnitstemperaturen i januar er omkring -40 ° C, og nogle gange -60 ° C - red.), ingen har tilpasset disse materialer - og dette er ikke kun teknologisk opgave, ellers ville det hurtigt blive løst af specialiserede specialister.
Permafrost og global opvarmning påvirker betonkonstruktioner. Kilde: ysia.ru
Til udvikling af byggematerialeindustrien iYakutia skal løse grundlæggende problemer for at bestemme det optimale råmateriale og dets aktivering for betonkomponenter. For at opnå højstyrkebeton bruger vi nu importerede komponenter, så byggeriet er dyrt.
Essensen af udviklingen er at lave aktiveringsteknologiernaturlige råvarer, og derefter bruge dem i beton. For eksempel har naturlige zeolitter fra Yakutia (mineral af sedimentær-vulkanisk oprindelse - red.) et stort potentiale som et aktivt mineraltilsætningsstof til cement, men ikke i sin oprindelige form. Dette kræver modifikation - særlige varmebehandlingsforhold. Dette vil forbedre syre-basereaktionerne i cementer, når man tilsætter sådan zeolit.
Dette arbejde vil hjælpe med udviklingen af byggerietindustri i Yakutia, men kan påvirke dette område som helhed. Det vil udvide råstofgrundlaget til byggeriet – måske i fremtiden vil hver region og delregion producere materialer til sit eget behov.
Læs mere:
En magnetisk storm er ved at ramme Jorden
Den sande betydning af mumificering afsløres: hele denne tid tog videnskabsmænd fejl
Udnævnt til den største fare ved månemissionen "Artemis"