Heliumproduktion für Raumfahrt und Medizin
Marina Sokolova, Direktor des Instituts für Öl- und Gasprobleme
Helium ist ein einzigartiger Rohstoff, der kommerziell verfügbar istVolumina sind nur in Erdgas. Die Nachfrage danach wächst nur aufgrund der Tatsache, dass es in Raumfahrtprogrammen, kryogenen Technologien, der Medizin (MRT-Forschung, Helium-Sauerstoff-Gemische) und zur Steigerung der Weltproduktion von Supraleitern für die Elektronik benötigt wird.
Die größten Heliumreserven der Welt befinden sich jedoch in RusslandProduktion ist das Land nicht einmal unter den ersten drei, es macht etwa 2,5-3% des Weltmarktes aus. Die industrielle Produktion von Helium in Russland erfolgt nur auf dem Öl- und Gaskondensatfeld Orenburg, wo der Heliumgehalt jedes Jahr abgebaut wird und bereits 0,045 % beträgt.
Helium-Produktionskomplex in Jakutien. PJSC Gazprom
In der Republik Sacha (Jakutien) sind es 22Öl- und Gaskondensatfelder, die Helium enthalten. Derzeit wird in der Region Erdgas gefördert, ohne dass Helium als separates Produkt isoliert wird. Wenn kein System für seine Sammlung, seinen Transport und seine Lagerung geschaffen wird, werden die Heliumverluste innerhalb von 20 Jahren 1 Milliarde m3 erreichen.
Wir haben ein Technologieentwicklungsprojekt gestartetHeliumgewinnung und Sammlung von Heliumkonzentrat an Öl- und Gasförderstandorten mit einem System von Produktpipelines und Lagereinrichtungen. Neue Heliumprojekte werden Russland helfen, eine führende Nische auf dem Weltmarkt zu besetzen. Ein solches System wird die Sammlung, den Transport und die Lagerung von Helium erleichtern und die jakutische Infrastruktur verbessern. Pipelinetransport, Straßen, Energieversorgungsnetze.
Graphene-Stoff und schicke Kleidung
Sachar Evseev, Forscher, North-Eastern Federal University
— Wir sind im Labor für Graphen-NanotechnologienSeit mehr als 10 Jahren beschäftigt sich NEFU mit der Synthese und Anwendung von Graphen und graphenähnlichen Materialien. Ein neuer Trend sind Graphengewebe oder elektronische Textilien. Wir begannen mit der Entwicklung, nachdem wir ähnliche Arbeiten des Graphene Institute (Manchester) in Zusammenarbeit mit dem Nobelpreisträger Konstantin Novoselov kennengelernt hatten.
Elektronische Textilien und in unserem Fall GraphenTextil ist ein Nanomaterial, das auf gewöhnliche Stoffe aufgebracht wird. Je nach Art und Zusammensetzung des Nanomaterials kann das Gewebe unterschiedliche Eigenschaften annehmen. Beispielsweise wird Graphengewebe fester, erhält elektrisch leitfähige Eigenschaften, hat UV-Schutz, weist antimikrobielle Eigenschaften auf und wird feuerfester. Aber am wichtigsten ist, dass andere elektronische Geräte auf der Grundlage eines solchen Stoffes hergestellt werden können. Wenn Sie im hohen Norden leben, spüren Sie selbst, wie wichtig die richtige Kleidung nicht nur für den Komfort, sondern auch für die Sicherheit ist.
In den letzten 10 Jahren sind Sensoren und Geräte aufgetauchtGraphenbasis. Alle diese Geräte können in Kleidung eingebettet werden, wodurch intelligente Geräte entstehen. So entstand Kleidung mit einer eingebauten Graphenbatterie, die von Solarzellen auf Basis von zweidimensionalen Materialien gespeist wird. Sie haben auch Temperatur-, Puls- und Atmungssensoren.
Natürlich gibt es viele Leistungsanforderungensolche Abdeckungen und ungelöste Probleme. Zum Beispiel die Widerstandsfähigkeit von Graphenbeschichtungen gegenüber Waschen und mechanischer Beanspruchung. Wir haben dieses Problem gelöst und gute Ergebnisse erzielt - wir haben die chemische Modifikation von Graphenmaterialien angewendet. Jetzt ist die Leitfähigkeit unserer Beschichtungen doppelt so hoch und die Waschbeständigkeit 50-mal höher als bei ausländischen Analoga.
Kleidung aus Graphene ist für extrem niedrige Temperaturen geeignet, belastet aber nicht die Umwelt
Wir werden in der Lage sein, Geräte zur Eingabe von Informationen herzustellen,in die Kleidung integriert, Vitalaktivitätsüberwachungstools für Arbeitskleidung, medizinische Diagnostik und Therapie, integrierte Heizung für Winterkleidung, Sportüberwachung. Graphen schadet der Umwelt und dem Körper nicht, verliert nicht an Elastizität und Dampfdurchlässigkeit.
Bislang stecken E-Textile-Technologien noch in den Kinderschuhen. Aber die ersten Produkte sind bereits auf dem Markt – zum Beispiel kann man Xiaomi-Jacken mit eingebauter Carbon-Nanotube-Heizung kaufen.
Schnelle Heilung von Verbrennungen und Verletzungen
Nina Timofeeva, Leitender Ingenieur des Labors "Technologies of Polymer Nanocomposites" der North-Eastern Federal University
— Wir entwickeln Biokompositemedizinische Produkte. Sie basieren auf Polylactid, einem biologisch abbaubaren, biokompatiblen und thermoplastischen Polymer der Milchsäure. Die vollständige Zersetzung dauert je nach chemischer Zusammensetzung und Form etwa 6–18 Monate.
Hautersatz mit Polylactid als Substrat löst keine Allergien aus und hinterlässt keine Narben. Quelle: Ministerium für Bildung und Wissenschaft
Wir entwickeln Matrizen für dermale Äquivalenteauf Basis von Polylactid. Das dermale Äquivalent ist ein Hautersatz, wir verwenden Polylactid als Substrat (Framework, Scaffold) für Fibroblasten. Dermale Äquivalente werden verwendet, um Verletzungen wie Brandwunden zu heilen. Im Gegensatz zu dermal äquivalenten Matrixgegenstücken ist Polylactid kostengünstig, nicht allergisch und muss nicht erneut auf die Wunde aufgetragen werden, wodurch die Wundheilung ohne Narbenbildung unterstützt wird. Das häufigste Analogon ist das dermale Äquivalent auf Kollagenbasis, das eine allergische Reaktion und Abstoßung hervorrufen kann, wonach es entfernt und erneut aufgetragen werden muss. Dies verletzt die Haut und hinterlässt Narben.
Wir verarbeiten Polydactid in unserem Labormit Extrusion und 3D-Druck. Durch Extrusion erhalten wir flexible Folien, die mit einer Schere geschnitten werden können. Umfangreiche physikalisch-mechanische, chemische und biomedizinische Untersuchungen von Proben wurden bereits durchgeführt, um die optimalen Eigenschaften dermaler Äquivalente zu ermitteln.
Krebsimpfstoff
Aitalina Golderowa, Forschungsleiter, Leiter, Professor der Abteilung für öffentliche Gesundheit und Gesundheitsfürsorge, allgemeine Hygiene und Bioethik, North-Eastern Federal University
– Individualisierter (autologer) Impfstoffgegen Krebs basiert auf Immunzellen des Patienten und Krebszellen, die von einem Tumor oder etablierten menschlichen Krebszelllinien stammen. Herkömmliche Behandlungsmethoden – Operation, Chemotherapie und Strahlentherapie – sind in späteren Stadien nicht immer wirksam und verursachen Nebenwirkungen. Und die Immuntherapie richtet sich gegen den Kampf gegen den Tumor, sie wirkt sich nur minimal auf gesunde Gewebe und Zellen aus.
Brustkrebs-Impfstoff könnte Hunderttausende Leben retten
Der Einfachheit halber „trainieren“ wir in einer Petrischaledendritische Zellen (Zellen des Immunsystems, die in der Lage sind, T-Zellen ihre "Feinde" anzuzeigen - Anm. d. Red.) mit Krebsantigenen, und dann geben wir die trainierten Zellen an den Körper zurück und aktivieren T-Zellen, deren Hauptfunktion sie sind ist die Zerstörung von Krebszellen. Mittlerweile gibt es weltweit mehr als 200 klinische Studien in verschiedenen Phasen, in denen DC zur Behandlung von Melanomen, Nierenkrebs, multiplem Myelom, Prostatakrebs, Dickdarmkrebs, Brustkrebs, Glioblastom, Lungenkrebs, Lymphom, Speiseröhrenkrebs, Sarkom und multiplen Krebserkrankungen eingesetzt wird Sklerose, Virushepatitis, HIV-Infektion. Nach Angaben des N. Petrov National Medical Research Center of Oncology wurde bei 46,2 % der Patienten eine klinisch signifikante Antitumorwirkung beobachtet.
Wir haben die Kochmethode bereits implementiertdendritischer Zellimpfstoff erhielt Daten über Phänotypen von dendritischen Zellen auf einem Durchflusszytometer (ein System zur Analyse von Partikeln (normalerweise Zellen) in einem Flüssigkeitsstrom - Hrsg.), was auf differenzierende Marker der Reifung und Aktivierung von dendritischen Zellen hinweist. Unser Untersuchungsgegenstand ist das venöse Blut von Krebspatienten. Wir wollen die Merkmale der Reifung und Aktivierung dendritischer Zellen in Abhängigkeit vom Subtyp des Brustkrebses evaluieren.
Wir hoffen, dass diese Methode in die Klinik eingeführt wirdtrainieren. Ziel unseres Projekts ist die Entwicklung und Optimierung eines Antitumor-Impfstoffs auf Basis autologer dendritischer Zellen bei Patientinnen mit Brustkrebs.
Sehr haltbarer Beton
Alexander Popov, Stellvertretender Direktor des Ingenieur- und Technischen Instituts der Nordöstlichen Bundesuniversität für Forschung
– Mein Projekt ist die Entwicklung von Beton mit erhöhtemHaltbarkeit basierend auf jakutischen Rohstoffen. Die Idee entstand, als mir klar wurde, dass die Bedingungen für die Produktion und den Betrieb von Baumaterialien in Jakutien sehr unterschiedlich zu den zentralen Regionen sind. Unter unseren Bedingungen (das Klima in Jakutien ist stark kontinental, mit langen, strengen, wenig schneereichen Wintern und kurzen Sommern. Die Durchschnittstemperatur im Januar beträgt etwa -40 ° C und manchmal -60 ° C - Red.) hat niemand diese Materialien angepasst - und das ist nicht nur eine technologische Aufgabe, sonst wäre sie von spezialisierten Spezialisten schnell gelöst.
Permafrost und globale Erwärmung beeinträchtigen Betonkonstruktionen. Quelle: ysia.ru
Für die Entwicklung der Baustoffindustrie inJakutien muss grundlegende Probleme lösen, um den optimalen Rohstoff und seine Aktivierung für Betonbauteile zu bestimmen. Um hochfesten Beton zu erhalten, verwenden wir jetzt importierte Komponenten, daher ist der Bau teuer.
Der Kern der Entwicklung besteht darin, Aktivierungstechnologien zu entwickelnnatürliche Rohstoffe und verwenden sie dann in Beton. Beispielsweise haben natürliche Zeolithe aus Jakutien (Mineral sedimentär-vulkanischen Ursprungs – Anm. d. Red.) großes Potenzial als aktiver mineralischer Zusatz zu Zement, allerdings nicht in ihrer ursprünglichen Form. Dies erfordert Modifikationen – spezielle Wärmebehandlungsbedingungen. Dadurch werden die Säure-Base-Reaktionen in Zementen durch die Zugabe eines solchen Zeoliths verbessert.
Diese Arbeit wird bei der Entwicklung des Baus helfenIndustrie in Jakutien, sondern kann diesen Bereich insgesamt betreffen. Es wird die Rohstoffbasis für das Bauen erweitern – vielleicht wird in Zukunft jede Region und Teilregion Materialien für ihren eigenen Bedarf produzieren.
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